0,则W体0我们研究的体系与过程,若不加以特别说明,可以认为只做体积功。即:WW体5、热力学能(内能)体系内部所有能量之和,包括分子原子的动能,势能,核能,电子的动能,以及一些尚未研究的能量,热力学上用符号U表示。虽然体系的内能尚不能求得,但是体系的状态一定时,内能是一个固定值,因此,U是体系的状态函数。体系的状态发生变化,始终态一定,则内能变化(△U)是一定值,△UU终-U始理想气体是最简单的体系,可以认为理想气体的内能只是温度的函数,温度一定,则U一定。即△T0,则△U0。二、热力学第一定律1、热力学第一定律的表示某体系由状态I变化到状态II,在这一过程中体系吸热Q,做功体积功W,体系的内能改变量用△U表示,则有:△UQW
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f体系的内能变化量等于体系从环境吸收的热量加上环境对体系所做的功。显然,热力学第一定律的实质是能量守恒例如:某过程中,体系吸热100J,对环境做功20J,求体系的内能改变量和环境的内能改变量。由第一定律表达式:QW100J-20J80J从环境考虑,△U吸热-100J,做功-20J,所以:△U环-100J--20J-80J体系的内能增加了80J,环境的内能减少了80J。2、功和热(1)功和热的符号规定Q是指体系吸收的热量。体系吸热为正;放热为负。W是指体系对环境所做的功。体系对环境做功为负值;环境对体系做功为正值。(2)功和热与途径有关体系由同一始态经不同途径变化到同一终态时,不同途径作的功和热量变化不同,所以功和热不是状态函数。只提出过程的始终态,而不提出具体途径时,是不能计算功和热的。三、热化学1、化学反应的热效应当生成物的温度恢复到反应物的温度时,化学反应中所吸收或放出的热量,称为化学反应热效应,简称反应热(无非体积功)。(1)恒容反应热恒容反应中,△V0,故W-p0△V则有:△rUQvWQv即:△rUQv部用来改变体系的内能。当△rU0时,Qv0,是吸热反应△rU0时,Qv0,是放热反应则Qv和状态函数的改变量△rU建立了联系。(2)恒压反应热恒压反应中,△p0,则有:△rUQpWQp-pQp-△pV△V
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Qv是恒容反应中体系的热量,△rUQv可见,从在恒容反应中体系所吸收的热量,全
f所以:Qp△rU△pVQp△rU△pVU2-U1p2V2-p1V1U2p2V2-U1p1V1U,p,V都是状态函数,所以UpV也是一个状态函数,令HUpV,则Qp△r