中国科学技术大学《物理化学》考研笔记第一章热力学第一定律二、热力学平衡n如果体系中各状态函数均不随时间而变化，我们称体系处于热力学平衡状态。严格意义上的热力学平衡状态应当同时具备三个平衡：2.机械平衡：n体系的各部分之间没有不平衡力的存在，即体系各处压力相同。§2、热力学第一定律n对于宏观体系而言，能量守恒原理即热力学第一定律。n热力学第一定律的表述方法很多，但都是说明一个问题¾能量守恒。例如：一种表述为:n“第一类永动机不可能存在的”n不供给能量而可连续不断产生能量的机器叫第一类永动机。一、热和功热和功产生的条件：n与体系所进行的状态变化过程相联系，没有状态的变化过程就没有热和功的产生。符号表示：上研途进组织找大牛微信公众号：yentocn官方微博：研途网n功W：体系对环境作功为正值，反之为负值。n热Q：体系吸热Q为正值，反之Q为负值。二、热力学第一定律的数学表达式DU=Q－W（封闭体系）•如果体系状态只发生一无限小量的变化，则上式可写为：dU=dQ－dW（封闭体系）例1：设有一电热丝浸于水中，通以电流，如果按下列几种情况作为体系，试问DU、Q、W的正、负号或零。（a）以电热丝为体系；（b）以电热丝和水为体系；（c）以电热丝、水、电源和绝热层为体系；（d）以电热丝、电源为体系。解答：DUQW（a）+－－（b）+－－（c）000（d）－－0三、膨胀功（体积功）：Wen功的概念通常以环境作为参照系来理解，微量体积功dWe可用P外×dV表示：dWe=P外×dV式中P外为环境加在体系上的外压，即环境压力P环。n不同过程膨胀功：上研途进组织找大牛微信公众号：yentocn官方微博：研途网u（1）向真空膨胀We=P外×DV=0u（2）体系在恒定外压的情况下膨胀We=P外×DVu（3）在整个膨胀过程中，始终保持外压P外比体系压力P小一个无限小的量dP此时，P外=P－dP，体系的体积功：We=∫V1V2P外·dV=∫V1V2（P－dP）dV=∫V1V2PdV此处略去二级无限小量dP·dV，数学上是合理的；即可用体系压力P代替P外。n封闭、理气、恒温可逆膨胀功：We=∫V1V2P外·dV=∫V1V2P·dV=∫V1V2nRT/VdV=nRT∫V1V2dV/V=nRTln(V2/V1)=nRTln(P1/P2)n*上述三种膨胀过程，体积功不同。四、可逆相变及其膨胀功对于可逆蒸发过程：We=òP外dV=òPdV=PDV若蒸气为理想气体，则：We=P×nRT/P=nRT（n：蒸发液体mol数）*此式也适用于固体的可逆升华。上研途进组织找大牛微信公众号：yentocn官方微博：研途网五、恒容和恒压下的热量（交换）nQv=∆U（封闭体系、Wf=0、恒...
