热力学第一定律可以解决各种变化过程中的能量衡算问题
热力学第二定律可判断变化的方向和限度
热力学第三定律可计算物质在一定状态下的规定熵
经典热力学已含有大量质点的宏观系统为研究对象,其原理、结论不能用于描述单个微观粒子
经典热力学只考虑平衡问题,不涉及过程的途径和速率问题
系统是指作为研究对象的那部分物质,环境是系统之外与之相联系的物质
又称孤立系统,此类系统与环境之间既没有物质交换,也没有能量交换
此类系统与环境之间没有物质交换,但有能量交换
又称开放系统,此类系统与环境之间既有物质交换,也有能量交换
状态函数的数值与物质的数量有关,具有加和性。如物质的量、体积、热力学能等
状态函数的数值与物质的数量无关,不具有加和性。如温度、压力等
系统的微小变化所引起的状态函数X的变化可用全微分dX表示
系统状态函数的变化量ΔX只与始态、末态有关,而与变化的具体途径无关
系统内部处于热平衡(即系统有单一的温度)
系统内部处于力平衡(即系统有单一的压力)
系统内部处于相平衡(即宏观上系统内没有任何物质从一相迁移到另一相
系统内部处于化学平衡(即宏观上系统内的化学反应已经停止
T=T环境=定值
p=p环境=定值
V=定值
系统与环境无热交换(Q=0)
系统状态函数的变化量ΔX=0
途径函数
体积功:δW=-pamb·dV
途径函数
状态函数
理想气体的热力学能U只是温度的函数
数学表达式ΔU=Q+W
系统进行恒容且无非体积功的过程中与环境交换的热
与ΔU在数值上相等
只取决于系统的始、末态,与过程的具体途径无关
系统进行恒压且非体积功为零的过程与环境交换的热
只取决于系统的始、末态,与过程的具体途径无关
在恒容或恒压下,如果其一化学反应可通过其他化学反应线性组合得到,那么在非体积功为零时,该反应的反应热遵循同样的代数关系
ΔU=nCv,mΔT
ΔH=nCp,mΔT
单元子理想气体:Cv,m=3/2R,Cp,m=5/2R
多原子理想气体:Cv,m=5/2R,Cp,m=7/2R
单位物质的量的物质在恒定温度及该温度的平衡压力下发生相变时对应的焓变
在恒定温度和压力下,将单位物质的量的溶质B溶解于物质的量为nA的溶剂A中形成摩尔分数为xB的溶液,此过程的焓变
在恒定温度和压力下,向含有单位物质的量的溶质B、摩尔分数为xB,1的溶液中添加溶剂A稀释至xB,2,此稀释过程的焓变
在恒定温度和压力下,两种或两种以上的纯物质相互混合生成一定组成的均相混合物,该过程的焓变(混合焓)与混合物总物质的量的比值
反应进度ξ
在恒定温度和压力及反应各组分组成不变的情况下,进行单位反应进度引起的焓变
气体:任意温度T,压力为标准压力,且表现出理想气体性质的纯气体状态
液体或固体:任意温度T,压力为标准压力的纯液体或纯固体状态
标准摩尔生成焓
标准摩尔燃烧焓
基希霍夫公式
推动力无限小、系统内部及系统与环境之间在无限接近平衡条件下进行的过程
特点:系统经可逆膨胀和沿原途径的可逆压缩这一循环过程后,系统与环境既没有得功,也没有失功;即没有吸热,也没有放热,系统复原的同时,环境完全恢复原状,没有留下任何”能量痕迹“
恒焓过程
越大表示制冷或制热能力越强