延安大学化学与化工学院：《物理化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 热力学第一定律 The First Law of Thermodynamics

化學與化工學院 1、状态函数的数学表达 Z是体系的状态函数，Z值只决定于体系的状态。 体系由A态变到B态，Z值改变量 △z=Z。-Z4=z 对于循环过程 ∮dz=0 状态函数的微小改变量可以表示位全微分，即偏微分之和 Z=f(T,P,V...) aZ av+... 对于单组分或组成不变的均相体系，只要确定两个状态参量，体系状态便确 定。比如T、P选择为状态变量： Z=1T,P) dZ dT+ dP

Chemistry ＆ Chemical Engineering • Z是体系的状态函数，Z值只决定于体系的状态。 体系由A态变到B态，Z值改变量 B B A A  = − = Z Z Z dZ  = 0  对于循环过程 dZ 状态函数的微小改变量可以表示位全微分，即偏微分之和 Z f T P V = ( , , ...) , ... , ... , ... ... P V T V P T Z Z Z dZ dT dP dV T P V          = + + +                Z f T P = ( , ) P T Z Z dZ dT dP T P       = +           • 对于单组分或组成不变的均相体系，只要确定两个状态参量，体系状态便确 定。比如T、P选择为状态变量： 1、状态函数的数学表达

化學與化工學院 2、状态函数常见的偏微商关系 V不变时，Z随T的变化率 -). 3、状态函数偏微商的倒数关系 .0 4、状态函数偏微商的循环关系 )).s21

Chemistry ＆ Chemical Engineering 2、状态函数常见的偏微商关系 V P T V Z Z Z P T T P T                     = +             V不变时，Z随T的变化率 3、状态函数偏微商的倒数关系 V V P T T P           =       4、状态函数偏微商的循环关系 1 V P T P T V T V P                  = −         

化學與化工學院 状态方程（equation of state) 系统状态函数之间的定量关系式称为状态方程 对于一定量的单组分均匀系统，状态函数p, V,T之间有一定量的联系。经验证明，只有两个 是独立的，它们的函数关系可表示为： T=f(p,V) p=f(T,V) V=f(T,p) 例如，理想气体的状态方程可表示为： pV=nRT 对于多组分系统，系统的状态还与组成有关，如： T=f(p,V,n,n2.…)

Chemistry ＆ Chemical Engineering 系统状态函数之间的定量关系式称为状态方程 对于一定量的单组分均匀系统，状态函数 p, V，T 之间有一定量的联系。经验证明，只有两个 是独立的，它们的函数关系可表示为： 例如，理想气体的状态方程可表示为： 状态方程（equation of state） T f p V = ( , ) p f T V = ( , ) V f T p = ( , ) 对于多组分系统，系统的状态还与组成有关，如： pV nRT = 1 2, T f p V n n = ( , , , )

化學與化工學院 过程和途径 过程 (process) 在一定的环境条件下，系统发生了一个从始 态到终态的变化，称为系统发生了一个热力学过 程。 途径 (path) 从始态到终态的具体步骤称为途径

Chemistry ＆ Chemical Engineering 过程 从始态到终态的具体步骤称为途径。 在一定的环境条件下，系统发生了一个从始 态到终态的变化，称为系统发生了一个热力学过 程。 (process) 途径 (path) 过程和途径

化學與化工學院 常见的变化过程有： (1)等温过程 T=T,=T环 (2)等压过程 P1=P2=P环 (3)等容过程 dy =0 (4)绝热过程 Q=0 (5)环状过程 Nav =o

Chemistry ＆ Chemical Engineering （1）等温过程 （2）等压过程 （3）等容过程 （4）绝热过程 （5）环状过程 T T T 1 2 = = 环 p p p 1 2 = = 环 d 0 V = Q = 0 常见的变化过程有： d 0 U = Ñ