物理化学上热力学第一定律知识框架图总结.doc

第一章， 热力学第一定律 各知识点架构纲目图如下：

状态变化
及过程
溶解及混合
化学变化
相变化
单纯的pTV变化
恒容过程(V始=V终)
恒温过程(T始=T终=T环)
恒压过程(p始=p终=p环)
绝热过程(Q = 0)
节流过程(H = 0)
系统及
状态
环境：在系统以外与系统密切相关部分
系统：隔离系统；封闭系统；敞开系统
状态及
状态函数
状态：系统的所有物理性质和化学性质的综合体现
类型：广度量；强度量
特性：①改变值只与始、末态有关而与具体途径无关；
②不同状态间的改变值具有加和性。
即殊途同归， 值变相等；周而复始， 其值不变。
状态函数
(热力学性质)
热力学平衡：热平衡；力学平衡；相平衡；化学平衡
热(Q)：系统与环境间由于温差而交换的能量。是物质分子无序运动的结果。是过程量。
功(W)：除热以外的，在系统与环境间交换的所有其它形式的能量。是物质分子有序运动的结果，是过程量。
热力学能 (U)：又称为内能，是系统内部能量的总和。是状态函数，且为广度量，但绝对值不知道。
热力学第一定律数学表达式：△U=Q+W，在封闭系统，W非=0,恒容条件下，△U=QV 。
焓函数(H)：定义，H≡U+pV, 是状态函数，且为广度量，但绝对值不知道。在封闭系统，W非=0,恒压条件下，△H=Qp 。
热力学第
一定律及
焓函数

系统与环境
间交换能量
的计算(封闭
系统，W非=0)
简单的pTV变化
理想气体(IG)系统：
理想气体
恒温过程
焦尔实验：(1)结论：(∂U/∂V)T=0; (2)推论：UIG=f (T); HIG=g (T)
△U=△H=0; W=-Q = (可逆)
恒容过程：W=0；QV=△U=
绝热过程：Q=0；△U= W
不可逆（恒外压）：nCV,m(T2-T1)=-p2(V2-V1)
可逆：
Qp=△H=W=-p外(V2-V1)；
△U=△H-p△V (常压下，凝聚相：W≈0；△U≈△H)
恒压过程：
节流膨胀：Q=0；△H=0；mJ-T=(dT/dp)H =0 T不变(例如理想气体)
<0致热
>0 致冷
相变化
△U=△H-p△V
Qp=△H; W=-p△V
≈0，△U≈△H (常压下凝聚态间相变化)
=-nRT (气相视为IG)
相变焓与温度关系：
化学变化
摩尔反应焓的定义：△rHm=△rH/△x
恒压反应热与恒容反应热的关系：△rHm=△rUm+∑νB(g)RT
标准摩尔反应焓的计算：
反应进度定义、标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓的定义。
基希霍夫公式：
系统状态变化时，计算系统与环境间交换的能量

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