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Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程我们先仔细研究一下等压膨胀过程我们先仔细研究一下等压膨胀过程p1,V1p2,V22 热力学第一定律2.2 可逆过程我们先仔细研究一下等压膨Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程两次等压膨胀过程两次等压膨胀过程p1,V1p2,V2p3,V32 热力学第一定律2.2 可逆过程两次等压膨胀过程p1,VPhysical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程思考：多次等压膨胀过程？思考：多次等压膨胀过程？2 热力学第一定律2.2 可逆过程思考：多次等压膨胀过程？Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程现在不用砝码，而用水的缓慢蒸发现在不用砝码，而用水的缓慢蒸发2 热力学第一定律2.2 可逆过程现在不用砝码，而用水的缓Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程现在不用砝码，而用水的缓慢蒸发现在不用砝码，而用水的缓慢蒸发2 热力学第一定律2.2 可逆过程现在不用砝码，而用水的缓Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程等压压缩过程等压压缩过程p1,V1p2,V22 热力学第一定律2.2 可逆过程等压压缩过程p1,V1pPhysical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程思考：两次等压压缩过程？思考：两次等压压缩过程？2 热力学第一定律2.2 可逆过程思考：两次等压压缩过程？Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程思考：多次等压压缩过程？思考：多次等压压缩过程？2 热力学第一定律2.2 可逆过程思考：多次等压压缩过程？Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程思考：多次等压压缩过程？思考：多次等压压缩过程？2 热力学第一定律2.2 可逆过程思考：多次等压压缩过程？Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程现在不用砝码，而用水的缓慢凝结现在不用砝码，而用水的缓慢凝结2 热力学第一定律2.2 可逆过程现在不用砝码，而用水的缓Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程可逆过程的定义可逆过程的定义2 热力学第一定律2.2 可逆过程可逆过程的定义Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程水的缓慢蒸发水的缓慢蒸发 VS 水的缓慢凝结水的缓慢凝结2 热力学第一定律2.2 可逆过程水的缓慢蒸发 VS 水的Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程总结：总结：(1)功与变化的途径有关。始终态相同，但途功与变化的途径有关。始终态相同，但途径不同，所作的功也大不相同。径不同，所作的功也大不相同。(2)可逆膨胀，体系对环境作最大功；可逆膨胀，体系对环境作最大功；(3)可逆压缩，环境对体系作最小功。可逆压缩，环境对体系作最小功。2 热力学第一定律2.2 可逆过程总结：Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程准静态过程准静态过程在过程进行的每一瞬间，体系都接近于平衡在过程进行的每一瞬间，体系都接近于平衡状态，以致在任意选取的短时间状态，以致在任意选取的短时间dt内，状态内，状态参量在整个系统的各部分都有确定的值，整参量在整个系统的各部分都有确定的值，整个过程可以看成是个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状由一系列极接近平衡的状态所构成态所构成，这种过程称为准静态过程，这种过程称为准静态过程。无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程都无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程都可以看做是准静态过程。可以看做是准静态过程。2 热力学第一定律2.2 可逆过程准静态过程Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程从准静态过程到可逆过程从准静态过程到可逆过程体系经过某一过程从状态体系经过某一过程从状态1 1变到状态变到状态2 2之后，之后，如果如果能能通过原过程的反向变化，通过原过程的反向变化，使体系和使体系和环境都恢复到原来的状态而环境都恢复到原来的状态而未未留下任何痕留下任何痕迹，则该过程称为热力学迹，则该过程称为热力学可逆过程可逆过程。否则。否则为不可逆过程。为不可逆过程。可逆过程中的每一步都接近于平衡态，可以可逆过程中的每一步都接近于平衡态，可以向相反的方向进行，向相反的方向进行，从始态到终态从始态到终态，再从，再从终态回到终态回到始态，系统和环境都能恢复原状。始态，系统和环境都能恢复原状。2 热力学第一定律2.2 可逆过程从准静态过程到可逆过程Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程可逆过程最重要的性质：可逆过程最重要的性质：在可逆过程中，体系变化一个循环后，体系和环境在可逆过程中，体系变化一个循环后，体系和环境均均恢复原状恢复原状且且不留不留痕迹，变化过程中无任何耗散效痕迹，变化过程中无任何耗散效应。应。可逆过程最明显的特点：可逆过程最明显的特点：可逆过程是体系内部可逆过程是体系内部无限接近于平衡无限接近于平衡的抽象过程。的抽象过程。为什么研究可逆过程？为什么研究可逆过程？在热力学中，绝大多数状态函数变的计算，是靠可在热力学中，绝大多数状态函数变的计算，是靠可逆过程完成的。逆过程完成的。2 热力学第一定律2.2 可逆过程可逆过程最重要的性质：Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.2 可逆过程以下过程可否被近似看做可逆过程以下过程可否被近似看做可逆过程(1)用摩擦的方法生电。用摩擦的方法生电。(2)房间内一杯水蒸发为气。房间内一杯水蒸发为气。(3)水在沸点时变成同温同压的蒸气。水在沸点时变成同温同压的蒸气。(4)用于电池使灯泡发光。用于电池使灯泡发光。(5)对消法测电动势。对消法测电动势。(6)在等温等压下混合氮气和氧气。在等温等压下混合氮气和氧气。(7)恒温下将恒温下将1 mol水倾入大量溶液中，但溶液浓度几乎未变。水倾入大量溶液中，但溶液浓度几乎未变。(8)水在冰点时变成同温、同压的冰。水在冰点时变成同温、同压的冰。2 热力学第一定律2.2 可逆过程以下过程可否被近似看做可Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.3 第一定律系统内能的增减系统内能的增减2 热力学第一定律2.3 第一定律系统内能的增减Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.3 第一定律热力学第一定律就是能量守恒原理热力学第一定律就是能量守恒原理一种既不靠外界提供能量，本身也不减少一种既不靠外界提供能量，本身也不减少能量，却可以不断对外作功的机器称为第能量，却可以不断对外作功的机器称为第一类永动机。一类永动机。第一类永动机被热力学第一定律否定了。第一类永动机被热力学第一定律否定了。2 热力学第一定律2.3 第一定律Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.3 第一定律2 热力学第一定律2.3 第一定律Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨等容过程的热等容过程的热Qv若若W=pV+W=0 即体积功即体积功peV为为0非体积功非体积功W也为也为0则则Qv=U不做非体积功时，封不做非体积功时，封闭体系恒容过程吸收闭体系恒容过程吸收或放出的热，即恒容或放出的热，即恒容热，等于体系热力学热，等于体系热力学能的变化能的变化.2 热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨等容Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨等压过程的热等压过程的热Qp2 热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨等压Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨等压过程的热等压过程的热Qp2 热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨等压Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨思考：体积功和热的总和思考：体积功和热的总和体积功体积功热传导热传导能能量量2 热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨思考Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨焓焓H的定义的定义2 热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨焓HPhysical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨焓焓H的特点的特点2 热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨焓HPhysical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨焓焓H的特点的特点2 热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨焓HPhysical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨焓焓H的特点的特点2 热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨焓HPhysical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨思考：思考：2 热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨思考Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨思考：思考：2 热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨思考Physical ChemistryUniversity of Science and Technology Beijing2 2 热力学第一定律热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨作业作业1-6 简述可逆过程的定义和特点简述可逆过程的定义和特点作业作业1-7 简述热力学第一定律的内涵和意义简述热力学第一定律的内涵和意义作业作业1-8 简述焓和内能的关系简述焓和内能的关系这些作些作业的目的，就是的目的，就是为了了让大家熟悉概念，每大家熟悉概念，每个个问题都用少都用少则一两句一两句话，多，多则三四句三四句话回答即回答即可，不必多答可，不必多答2 热力学第一定律2.4 等容过程与等压过程的热量探讨
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