《熱力學(xué)基本概念》ppt課件

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1、第二節(jié)熱力學(xué)基本概念系統(tǒng)（System）－被劃定的研究對象稱為系統(tǒng)。環(huán)境（surroundings）－與系統(tǒng)密切相關(guān)、有相互作用或影響所能及的部分稱為環(huán)境。一、系統(tǒng)與環(huán)境根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系，把系統(tǒng)分為三類：（1）敞開系統(tǒng)（opensystem）系統(tǒng)與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換。一、系統(tǒng)與環(huán)境（2）封閉系統(tǒng)（closedsystem）系統(tǒng)與環(huán)境之間無物質(zhì)交換，但有能量交換。一、系統(tǒng)與環(huán)境（3）孤立系統(tǒng)（isolatedsystem）系統(tǒng)與環(huán)境之間既無物質(zhì)交換，又無能量交換。熱力學(xué)上有

2、時(shí)把系統(tǒng)和環(huán)境加在一起的總體看成是孤立系統(tǒng)。一、系統(tǒng)與環(huán)境廣度性質(zhì)（extensiveproperties）性質(zhì)的數(shù)值與系統(tǒng)的物質(zhì)的數(shù)量成正比，如V、m、熵等。這種性質(zhì)具有加和性。強(qiáng)度性質(zhì)（intensiveproperties）性質(zhì)的數(shù)值與系統(tǒng)中物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)，不具有加和性，如溫度、壓力等。系統(tǒng)的性質(zhì)——決定系統(tǒng)狀態(tài)的物理量二、系統(tǒng)的性質(zhì)系統(tǒng)的廣度性質(zhì)與強(qiáng)度性質(zhì)之間有如下關(guān)系：廣度性質(zhì)(體積V)×強(qiáng)度性質(zhì)(密度d)=廣度性質(zhì)(質(zhì)量m)二、系統(tǒng)的性質(zhì)當(dāng)系統(tǒng)的諸性質(zhì)不隨時(shí)間而改變，則系統(tǒng)就處于熱力

3、學(xué)平衡態(tài)，它包括下列幾個(gè)平衡：（1）熱平衡（thermalequilibrium）系統(tǒng)各部分溫度相等。（2）力學(xué)平衡（mechanicalequilibrium）系統(tǒng)各部的壓力都相等，邊界不再移動(dòng)。三、熱力學(xué)平衡態(tài)（3）相平衡（phaseequilibrium）多相共存時(shí)，各相的組成和數(shù)量不隨時(shí)間而改變。（4）化學(xué)平衡（chemicalequilibrium）反應(yīng)系統(tǒng)中各物的數(shù)量不再隨時(shí)間而改變。狀態(tài)——系統(tǒng)的狀態(tài)是系統(tǒng)一切性質(zhì)的綜合表現(xiàn)系統(tǒng)的性質(zhì)是彼此相互關(guān)聯(lián)的，只要用系統(tǒng)的幾個(gè)獨(dú)立的性質(zhì)就能

4、完全描述系統(tǒng)的狀態(tài)。實(shí)踐表明：對于含有n種物質(zhì)的的均相封閉系統(tǒng)的定態(tài)，只要指定n+2種系統(tǒng)的性質(zhì)，系統(tǒng)的狀態(tài)和其它的性質(zhì)也就完全確定了。通常采用溫度、壓力和諸種物質(zhì)的量。四、狀態(tài)函數(shù)與狀態(tài)方程1.狀態(tài)函數(shù)——由系統(tǒng)的狀態(tài)確定的系統(tǒng)的各種熱力學(xué)性質(zhì)稱為系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)。它具有以下特點(diǎn)：（1）狀態(tài)函數(shù)是狀態(tài)的單一函數(shù)。（2）系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化，狀態(tài)函數(shù)的變化值取決于系統(tǒng)始、終態(tài)。與所經(jīng)歷的途徑無關(guān)。（3）狀態(tài)函數(shù)的微小變化，在數(shù)學(xué)上是全微分。（4）不同狀態(tài)函數(shù)的集合（和、差、積、商）也是狀態(tài)函數(shù)。四、

5、狀態(tài)函數(shù)與狀態(tài)方程例如，設(shè)某狀態(tài)函數(shù)為x,則：即：ABxBxA異途同歸值變相等四、狀態(tài)函數(shù)與狀態(tài)方程ABxBxA循環(huán)過程：周而復(fù)始值變?yōu)榱闼?、狀態(tài)函數(shù)與狀態(tài)方程2.狀態(tài)方程——系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)之間的定量關(guān)系式稱為狀態(tài)方程。例如：某理想氣體的封閉系統(tǒng)，其狀態(tài)方程為：pV=nRT四、狀態(tài)函數(shù)與狀態(tài)方程1.過程——體系狀態(tài)所發(fā)生的一切變化稱為過程。2.途徑——完成某一狀態(tài)變化所經(jīng)歷的具體步驟稱為途徑。由同一始態(tài)到同一終態(tài)的不同方式稱為不同的途徑。五、過程與途徑熱和功是能量傳遞或交換的兩種形式：1、熱（he

6、at）--系統(tǒng)與環(huán)境之間因溫差而傳遞的能量稱為熱，用符號Q表示。Q的取號：體系吸熱，Q>0；體系放熱，Q<0。2、功（work）--系統(tǒng)與環(huán)境之間傳遞的除熱以外的其它能量都稱為功，用符號W表示。系統(tǒng)對環(huán)境作功，W<0環(huán)境對體系作功，W>0六、熱和功功的種類:廣義力廣義位移說明體積功壓力p體積dV最普遍存在機(jī)械功力F位移dl統(tǒng)稱非體積功W?電功電勢E電荷dQ界面功界面張力?界面積dA在化學(xué)熱力學(xué)中，將功分為兩種，即體積功（W）和非體積功（W?）；經(jīng)常遇到的是體積功。六、熱和功單擊網(wǎng)頁左上角“后退”

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