高等热力学.ppt优秀PPT.ppt

《高等热力学.ppt优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高等热力学.ppt优秀PPT.ppt（72页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、高等热力学课件高等热力学课件.ppt第一页，本课件共有72页温度的定义温度的定义人们的经验：人们的经验：温度是表征物体冷热程度温度是表征物体冷热程度的物理量。的物理量。微观意义：微观意义：是物质微观热运动的宏观体是物质微观热运动的宏观体现，与分子平均动能成正比。现，与分子平均动能成正比。热力学定义：热力学定义：决定一个系统是否与其它决定一个系统是否与其它系统处于热平衡的宏观性质。处于热平系统处于热平衡的宏观性质。处于热平衡的各系统温度相同。衡的各系统温度相同。第一章第一章 温度和热力学第零定律温度和热力学第零定律第二页，本课件共有72页热力学第零定律热力学第零定律 如果系统如果系统B和和C分别

2、与系统分别与系统A处于热平衡，处于热平衡，那么它们也彼此处于热平衡。那么它们也彼此处于热平衡。一百多年前麦克斯韦一百多年前麦克斯韦(J.C.Maxwell)就强就强调指出这种表述是一条很重要的物理定调指出这种表述是一条很重要的物理定律，但是在热力学第一定律和第二定律律，但是在热力学第一定律和第二定律确立后的半个世纪，这一观点才重新被确立后的半个世纪，这一观点才重新被后人所认识，按照福勒尔后人所认识，按照福勒尔(R.H.Fowler)的提法，这个经验定律称作为热力学第的提法，这个经验定律称作为热力学第零定律。零定律。第一章第一章 温度和热力学第零定律温度和热力学第零定律第三页，本课件共有72页温

3、度测量和温标温度测量和温标经验温标经验温标理想气体温标理想气体温标热力学温标热力学温标1990年国际温标年国际温标(ITS-90)各种温标之间的相互关系各种温标之间的相互关系第一章第一章 温度和热力学第零定律温度和热力学第零定律第四页，本课件共有72页热力学第一定律热力学第一定律内能内能能量守恒与热力学第一定律能量守恒与热力学第一定律闭口系的热力学第一定律表达式闭口系的热力学第一定律表达式开口系的热力学第一定律表达式开口系的热力学第一定律表达式(稳定流稳定流动能量方程动能量方程)化学反应过程热力学第一定律的表达化学反应过程热力学第一定律的表达第二章第二章 热力学第一定律热力学第一定律第五页，本

4、课件共有72页热力学第二定律热力学第二定律卡诺原理卡诺原理热力学第二定律的表述与实质热力学第二定律的表述与实质熵及其物理意义熵及其物理意义克劳休斯不等式和不可逆过程的熵变克劳休斯不等式和不可逆过程的熵变孤立系统熵增加原理孤立系统熵增加原理第三章第三章 热力学第二定律热力学第二定律第六页，本课件共有72页热力学曲面与相图热力学曲面与相图 三个单相区三个单相区，三个两相共存区，三个两相共存区，临界，临界点，饱和状态，三相点点，饱和状态，三相点相图：相图：相图上的分界线；相图上的分界线；分界线的终点问题；分界线的终点问题；低温物理新现象：低温物理新现象：He的液化，超流的液化，超流第四章第四章 纯净

5、流体的热力学性质纯净流体的热力学性质图图1 凝固时收缩物质的相图凝固时收缩物质的相图 图图2 凝固时膨胀物质的相图凝固时膨胀物质的相图图图3 从液相到气相的连续转变从液相到气相的连续转变 图图4 4He的相图的相图 图图5 汽相和液相区的汽相和液相区的p-V图图第七页，本课件共有72页状态方程状态方程 状态方程和状态公理状态方程和状态公理理想气体状态方程理想气体状态方程维里方程维里方程第四章第四章 纯净流体的热力学性质纯净流体的热力学性质第八页，本课件共有72页状态方程状态方程压缩因子与维里系数：玻意耳温度压缩因子与维里系数：玻意耳温度，回，回折温度折温度第四章第四章 纯净流体的热力学性质纯净

6、流体的热力学性质 图图6 低压区压缩因子图低压区压缩因子图 图图7 第二维里系数与温度的关系图第二维里系数与温度的关系图截断维里型方程及系数估算截断维里型方程及系数估算第九页，本课件共有72页状态方程状态方程立方型方程立方型方程方程的基本形式：方程的基本形式：vdW方程，方程，RK方程，方程，RKS方程，方程，Wilson方程，方程，PR方程方程方程系数的确定方法方程系数的确定方法方程计算得到的等温线及其解释方程计算得到的等温线及其解释方程的无量纲化方程的无量纲化方程的应用范围及其局限性方程的应用范围及其局限性第四章第四章 纯净流体的热力学性质纯净流体的热力学性质第十页，本课件共有72页状态方

7、程状态方程多参数状态方程多参数状态方程 BB方程，方程，BWR方程，方程，M-H方程方程具体形式及应用范围具体形式及应用范围压缩因子的通用化关联压缩因子的通用化关联 两参数关联方法两参数关联方法以以Zc为第三参数的三参数关联为第三参数的三参数关联以偏心因子为第三参数的关联方法以偏心因子为第三参数的关联方法(Lee-Kesler方法方法)第四章第四章 纯净流体的热力学性质纯净流体的热力学性质第十一页，本课件共有72页固定组分的热力学微分关系式固定组分的热力学微分关系式 第四章第四章 纯净流体的热力学性质纯净流体的热力学性质第十二页，本课件共有72页固定组分的热力学微分关系式固定组分的热力学微分关

8、系式热力学微分关系式的推导方法热力学微分关系式的推导方法推导技巧推导技巧Bridgman表的应用表的应用热容、熵、内能、焓、焦汤系数等的热容、熵、内能、焓、焦汤系数等的普遍关系式普遍关系式第四章第四章 纯净流体的热力学性质纯净流体的热力学性质第十三页，本课件共有72页偏差函数和逸度偏差函数和逸度 偏差函数的求解方法偏差函数的求解方法直接积分法及其困难直接积分法及其困难偏差函数法偏差函数法第四章第四章 纯净流体的热力学性质纯净流体的热力学性质pT(p1，T1，h1)1(p2，T2，h2)2(T1，p0)(T2，p0)1020第十四页，本课件共有72页偏差函数和逸度偏差函数和逸度偏差函数偏差函数偏

9、差函数的定义偏差函数的定义偏差函数的计算方法偏差函数的计算方法状态方程法计算偏差函数：不同状态方程状态方程法计算偏差函数：不同状态方程的计算公式的计算公式对比态方法计算偏差函数：偏差焓和偏差对比态方法计算偏差函数：偏差焓和偏差熵熵 第四章第四章 纯净流体的热力学性质纯净流体的热力学性质理气状态实际状态第十五页，本课件共有72页偏差函数和逸度偏差函数和逸度 逸度和逸度系数逸度和逸度系数逸度定义逸度定义逸度系数定义逸度系数定义约束条件约束条件逸度系数的计算方法：状态方程法计算逸逸度系数的计算方法：状态方程法计算逸度系数，对比态方法计算逸度系数度系数，对比态方法计算逸度系数第四章第四章 纯净流体的热

10、力学性质纯净流体的热力学性质第十六页，本课件共有72页平衡判据平衡判据 自发过程的方向自发过程的方向孤立系统孤立系统表述成系统参数表述成系统参数第五章第五章 平衡和相变平衡和相变第十七页，本课件共有72页平衡判据平衡判据自发过程的方向自发过程的方向熵最大原理熵最大原理 能量最小原理能量最小原理 第五章第五章 平衡和相变平衡和相变自自发发过过程程总总是是向向能能量量减减小小的的方方向向移移动动。但但对对于于不不同同约约束束的的系系统统，所所使使用用的的热热力力学势函数判据不同学势函数判据不同第十八页，本课件共有72页平衡判据平衡判据 平衡的分类：以机械系统为例平衡的分类：以机械系统为例第五章第五

11、章 平衡和相变平衡和相变稳定平衡亚稳定平衡不稳定平衡稳定平衡亚稳定平衡不稳定平衡随遇平衡机械系统机械系统：系统势能最小的状态是稳定平衡状态；热力系统热力系统：热力学势函数最小或熵最大的状态是稳定平衡。第十九页，本课件共有72页平衡判据平衡判据 稳定平衡的判据稳定平衡的判据稳定平衡应该对应系统熵最大的状态稳定平衡应该对应系统熵最大的状态 稳定平衡态也对应能量最低的状态稳定平衡态也对应能量最低的状态第五章第五章 平衡和相变平衡和相变第二十页，本课件共有72页平衡判据平衡判据 稳定平衡的判据稳定平衡的判据第五章第五章 平衡和相变平衡和相变(力学稳定条件力学稳定条件，等温压缩体积应减小，等温压缩体积应

12、减小)(热稳定条件热稳定条件，定容比热大于，定容比热大于0)以上的判据对于亚稳定也成立以上的判据对于亚稳定也成立第二十一页，本课件共有72页纯净物的稳定性和相变纯净物的稳定性和相变 几个基本关系几个基本关系相变时化学势不变，对于纯净物化学势就相变时化学势不变，对于纯净物化学势就是其比是其比Gibbs函数函数麦克斯韦等面积原理麦克斯韦等面积原理 Gibbs和和Helmholtz函数的增减问题函数的增减问题在在G-p图上，沿等温线图上，沿等温线G与与p的变化趋势相同的变化趋势相同 在在A-V图上，沿等温线图上，沿等温线A与与V的变化趋势相反的变化趋势相反 第五章第五章 平衡和相变平衡和相变第二十二

13、页，本课件共有72页纯净物的稳定性和相变纯净物的稳定性和相变 关于稳定性的讨论关于稳定性的讨论：状态方程计算得到：状态方程计算得到的稳定、亚稳定和不稳定状态的稳定、亚稳定和不稳定状态 过冷、过热及相关问题过冷、过热及相关问题 相变的分类相变的分类 一阶相变：热力学势函数本身连续，但其一阶相变：热力学势函数本身连续，但其一阶导数不连续的状态突变。一阶导数不连续的状态突变。二阶相变：热力学势函数及其一阶导数连二阶相变：热力学势函数及其一阶导数连续，但二阶导数不连续的情形。如气液临续，但二阶导数不连续的情形。如气液临界点界点。第五章第五章 平衡和相变平衡和相变第二十三页，本课件共有72页克拉珀龙方程

14、与蒸气压方程克拉珀龙方程与蒸气压方程 克拉珀龙方程克拉珀龙方程 蒸气压方程蒸气压方程克拉珀龙蒸气压方程克拉珀龙蒸气压方程 Antoine蒸气压方程蒸气压方程 Wagner蒸气压方程蒸气压方程 三参数对比蒸气压方程三参数对比蒸气压方程 第五章第五章 平衡和相变平衡和相变第二十四页，本课件共有72页临界现象与临界理论专题讲座临界现象与临界理论专题讲座 临界现象：临界乳光，临界慢化临界现象：临界乳光，临界慢化相变的相似性和类比相变的相似性和类比 描述临界现象的基本物理量描述临界现象的基本物理量 约化温度约化温度 对称破缺与序参量对称破缺与序参量 临界指数与临界幂定律临界指数与临界幂定律 平均场理论及

15、其与实验的矛盾平均场理论及其与实验的矛盾 重正化群的临界理论重正化群的临界理论：普适性、标度律：普适性、标度律第五章第五章 平衡和相变平衡和相变第二十五页，本课件共有72页气体混合物热力性质的计算气体混合物热力性质的计算 理想气体混合物理想气体混合物 理想气体混合物的实际存在状态理想气体混合物的实际存在状态状态参数的计算状态参数的计算 方法方法分压力定律和分容积定律分压力定律和分容积定律第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第二十六页，本课件共有72页气体混合物热力性质的计算气体混合物热力性质的计算 实际气体混合物实际气体混合物混合物的第二维里系数混合物的第二维里系数R

16、K方程的混合规则方程的混合规则虚拟临界参数虚拟临界参数不同方法的适用范围和计算比较不同方法的适用范围和计算比较第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第二十七页，本课件共有72页单相系可变组元热力学关系式单相系可变组元热力学关系式 化学势及其物理意义化学势及其物理意义1.在在S，V，nj不不变变的的情情况况下下，总总内内能能对对组组元元i物物质质的量的变化率；的量的变化率；2.系系统统S，V不不变变条条件件下下，假假想想各各组组元元含含量量均均为为无无穷穷多多，此此时时加加入入1mol组组元元i所所引引起起的的系系统统总总内内能的增量。能的增量。第六章第六章 均匀混合物系

17、的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第二十八页，本课件共有72页单相系可变组元热力学关系式单相系可变组元热力学关系式 吉布斯方程吉布斯方程第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第二十九页，本课件共有72页单相系可变组元热力学关系式单相系可变组元热力学关系式 Maxwell关系式关系式第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第三十页，本课件共有72页偏摩尔参数偏摩尔参数 定义与物理意义定义与物理意义上式叫做组元上式叫做组元i变量变量Y的偏摩尔参数的偏摩尔参数代表了组元在溶液中的真正性质；是强度代表了组元在溶液中的真正性质；是强度量；要求等温、等压为条

18、件定义的；量；要求等温、等压为条件定义的；化学势等于偏摩尔化学势等于偏摩尔Gibbs函数函数 第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第三十一页，本课件共有72页偏摩尔参数偏摩尔参数 偏摩尔参数之间的关系：与纯工质各种偏摩尔参数之间的关系：与纯工质各种热力学函数之间的关系类似，例如热力学函数之间的关系类似，例如第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第三十二页，本课件共有72页偏摩尔参数偏摩尔参数 偏摩尔参数的一般关系偏摩尔参数的一般关系总广延量参数与偏摩尔参数总广延量参数与偏摩尔参数偏摩尔参数的一般关系式偏摩尔参数的一般关系式在T,p=Const条

19、件下有：第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第三十三页，本课件共有72页偏摩尔参数偏摩尔参数 混合物系的基本方程混合物系的基本方程第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第三十四页，本课件共有72页偏摩尔参数偏摩尔参数化学势的微分关系式化学势的微分关系式 Gibbs-Duhem 方程方程 当温度和压力为常数时当温度和压力为常数时二元系统偏摩尔参数的实验确定二元系统偏摩尔参数的实验确定第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第三十五页，本课件共有72页混合物中组元的逸度混合物中组元的逸度 组元的逸度与逸度系数组元的逸度与逸度系

20、数混合物逸度的一般公式混合物逸度的一般公式第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第三十六页，本课件共有72页混合物中组元的逸度混合物中组元的逸度 混合物中的化学势计算混合物中的化学势计算理想气体混合物中组元的化学势理想气体混合物中组元的化学势实际流体混合物中组元化学势的计算实际流体混合物中组元化学势的计算二元系二元系GibbsDuhem方程方程第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第三十七页，本课件共有72页液体混合物的热力性质液体混合物的热力性质 拉乌尔定律拉乌尔定律(The Raoults Law)路易斯路易斯-朗道逸度规则朗道逸度规则(Th

21、e Lewis-Randalls Rule)理想溶液理想溶液 定义：溶液中任一组元均满足路易斯定义：溶液中任一组元均满足路易斯-朗道朗道逸度规则，则该溶液叫做逸度规则，则该溶液叫做理想溶液理想溶液。典型应用：低压下的气体混合物；很稀的典型应用：低压下的气体混合物；很稀的非电解质溶液非电解质溶液；分子结构相似的物质。；分子结构相似的物质。第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第三十八页，本课件共有72页液体混合物的热力性质液体混合物的热力性质 理想溶液理想溶液 理想溶液的性质理想溶液的性质 理想溶液的摩尔性质理想溶液的摩尔性质 第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混

22、合物系的热力学性质第三十九页，本课件共有72页液体混合物的热力性质液体混合物的热力性质 非理想溶液非理想溶液 活度和活度系数活度和活度系数理想溶液理想溶液非理想溶液非理想溶液 第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第四十页，本课件共有72页液体混合物的热力性质液体混合物的热力性质 非理想溶液非理想溶液 超额性质超额性质超额超额Gibbs函数函数 第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第四十一页，本课件共有72页液体混合物的热力性质液体混合物的热力性质 非理想溶液非理想溶液 第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第四十二页，

23、本课件共有72页液体混合物的热力性质液体混合物的热力性质 非理想溶液非理想溶液 非理想溶液的分类与描述非理想溶液的分类与描述 正规溶液正规溶液(Regular Solution)无热溶液无热溶液(Athermal Solution)二元系液相活度系数模型二元系液相活度系数模型van Laar方程方程Margules方程方程对称型方程对称型方程 第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第四十三页，本课件共有72页非电解质稀溶液非电解质稀溶液 定义定义亨利定律亨利定律 定理：对于二元溶液，如果组元定理：对于二元溶液，如果组元1在在x11区区间满足拉乌尔定律，则组元间满足拉乌尔

24、定律，则组元2在在01-x1区间区间满足亨利定律。满足亨利定律。推论推论1：对于二元溶液，如果组元：对于二元溶液，如果组元1在在01区间满区间满足拉乌尔定律，则组元足拉乌尔定律，则组元2在在01区间也满足拉乌区间也满足拉乌尔定律。尔定律。推论推论2：当稀溶液中有多种溶质时，亨利定律的：当稀溶液中有多种溶质时，亨利定律的表达式为：表达式为：推论推论3：如果写成逸度形式，亨利定律可写成：如果写成逸度形式，亨利定律可写成：第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第四十四页，本课件共有72页非电解质稀溶液非电解质稀溶液 沸点升高定律沸点升高定律(拉乌尔定律的推论拉乌尔定律的推论)

25、凝固点降低定律凝固点降低定律为什么会变化为什么会变化升高还是降低升高还是降低定量计算定量计算第六章第六章 均匀混合物系的热力学性质均匀混合物系的热力学性质第四十五页，本课件共有72页多元复相系平衡条件和相律多元复相系平衡条件和相律多元复相系平衡条件多元复相系平衡条件 相律相律有化学反应时的相律有化学反应时的相律第七章第七章 多元系的相平衡多元系的相平衡第四十六页，本课件共有72页二元互溶系气液平衡相图二元互溶系气液平衡相图 气液平衡的分类气液平衡的分类液相是理想溶液，气相是理想气体混合物，液相是理想溶液，气相是理想气体混合物，这样的系统叫做这样的系统叫做完全理想系统完全理想系统；液相是理想溶液

26、，气相也是理想溶液液相是理想溶液，气相也是理想溶液(溶体溶体)；气相是理想气体混合物，液相是非理想溶气相是理想气体混合物，液相是非理想溶液，液，低压下的大多数系统都属于此类低压下的大多数系统都属于此类；两相均为非理想溶液，计算最为复杂；两相均为非理想溶液，计算最为复杂；第七章第七章 多元系的相平衡多元系的相平衡第四十七页，本课件共有72页二元互溶系气液平衡相图二元互溶系气液平衡相图 二元系气液平衡计算二元系气液平衡计算完全理想系统计算完全理想系统计算第七章第七章 多元系的相平衡多元系的相平衡第四十八页，本课件共有72页二元互溶系气液平衡相图二元互溶系气液平衡相图 气相是理想气体混合物，液相是非

27、理想气相是理想气体混合物，液相是非理想溶液溶液二元系气液平衡相图二元系气液平衡相图第七章第七章 多元系的相平衡多元系的相平衡第四十九页，本课件共有72页二元互溶系气液平衡相图二元互溶系气液平衡相图 共沸溶液共沸溶液：气相和液相具有相同成分，：气相和液相具有相同成分，溶液在成分不变的情况下等温等压沸腾，溶液在成分不变的情况下等温等压沸腾，沸腾温度只随溶液压力而改变，与纯净沸腾温度只随溶液压力而改变，与纯净物性质相似。物性质相似。定理：对于二元气液系统，共沸混合物必定理：对于二元气液系统，共沸混合物必然对应然对应T-x图和图和p-x图上的极值点，共沸混合图上的极值点，共沸混合物的压力随温度的变化遵

28、循克拉贝龙方程。物的压力随温度的变化遵循克拉贝龙方程。分类：蒸气压为正偏差，且具有最低共沸分类：蒸气压为正偏差，且具有最低共沸点点；蒸气压为负偏差，且具有最高共沸点；蒸气压为负偏差，且具有最高共沸点第七章第七章 多元系的相平衡多元系的相平衡第五十页，本课件共有72页化学平衡化学平衡基本概念基本概念定义：化学反应过程的极限，此时宏观上定义：化学反应过程的极限，此时宏观上（包括物质种类、数量、热力参数等）不（包括物质种类、数量、热力参数等）不发生变化；发生变化；研究目的：找出平衡时温度、压力和各物研究目的：找出平衡时温度、压力和各物质浓度的关系，确定温度、压力及反应物质浓度的关系，确定温度、压力及

29、反应物比率对平衡转化率的影响。比率对平衡转化率的影响。化学反应的基本过程化学反应的基本过程 定压绝热过程定压绝热过程；定容绝热过程；定容绝热过程；定温定容；定温定容过程过程；定温定压过程；定温定压过程 第八章第八章 化学平衡化学平衡第五十一页，本课件共有72页化学平衡化学平衡反应度反应度 化学反应方程式化学反应方程式反应度：为了表示反应进程，用任何一种反应度：为了表示反应进程，用任何一种反应物的摩尔数定义反应物的摩尔数定义反应度反应度反应物和生成物摩尔数的变化反应物和生成物摩尔数的变化 第八章第八章 化学平衡化学平衡第五十二页，本课件共有72页化学平衡化学平衡反应平衡条件反应平衡条件标准化学反

30、应平衡常数标准化学反应平衡常数第八章第八章 化学平衡化学平衡第五十三页，本课件共有72页化学平衡化学平衡不同类型的化学平衡常数及相互关系不同类型的化学平衡常数及相互关系 纯气相反应纯气相反应 理想气体反应理想气体反应纯液相或固相反应纯液相或固相反应第八章第八章 化学平衡化学平衡第五十四页，本课件共有72页化学平衡化学平衡不同类型的化学平衡常数及相互关系不同类型的化学平衡常数及相互关系多相反应平衡多相反应平衡(只有一种物质为液相或固相只有一种物质为液相或固相)中只计入了气相组分的逸度中只计入了气相组分的逸度 计算中必须考虑各相的贡献，不能遗漏计算中必须考虑各相的贡献，不能遗漏系统压力不太高时，可

31、看成理想气体混合物系统压力不太高时，可看成理想气体混合物 第八章第八章 化学平衡化学平衡第五十五页，本课件共有72页化学平衡化学平衡平衡移动平衡移动 温度对平衡常数的影响温度对平衡常数的影响 压力对平衡常数的影响压力对平衡常数的影响 平衡移动原理平衡移动原理 改变平衡态的某个因素，将使平衡态向着改变平衡态的某个因素，将使平衡态向着抵消该因素引起的影响的方向移动。抵消该因素引起的影响的方向移动。第八章第八章 化学平衡化学平衡第五十六页，本课件共有72页反应平衡时理想气体的热容反应平衡时理想气体的热容 物理热容和化学热容物理热容和化学热容 如果我们的研究对象是已达到化学平衡的如果我们的研究对象是已

32、达到化学平衡的混合物，此时温度变化时的吸放热量除物混合物，此时温度变化时的吸放热量除物理热容外还应该考虑因化学平衡移动而引理热容外还应该考虑因化学平衡移动而引起的附加的热量交换，这部分热量交换对起的附加的热量交换，这部分热量交换对应的热容叫做应的热容叫做化学热容化学热容。无论化学反应的性质如何，对于有化学反无论化学反应的性质如何，对于有化学反应的系统，应的系统，总会附加一个正的化学热容总会附加一个正的化学热容。化学热容的存在会降低理论燃烧温度。化学热容的存在会降低理论燃烧温度。第八章第八章 化学平衡化学平衡第五十七页，本课件共有72页反应平衡时理想气体的热容反应平衡时理想气体的热容 化学反应体

33、系的热容化学反应体系的热容定压热容定压热容定容热容定容热容第八章第八章 化学平衡化学平衡物理热容化学热容，恒大于0第五十八页，本课件共有72页反应平衡时理想气体的热容反应平衡时理想气体的热容 理想气体反应平衡时的热容理想气体反应平衡时的热容各有两种反应物和生成物，且完全反应各有两种反应物和生成物，且完全反应第八章第八章 化学平衡化学平衡第五十九页，本课件共有72页多个反应的平衡多个反应的平衡 用平衡常数确定平衡成分用平衡常数确定平衡成分写出所有的写出所有的独立独立反应方程式；反应方程式；对于每一个独立反应方程式对于每一个独立反应方程式，计算得到标，计算得到标准化学反应平衡常数；准化学反应平衡常

34、数；根据化学反应的类型，建立起标准化学平根据化学反应的类型，建立起标准化学平衡常数和平衡组分之间的关系；衡常数和平衡组分之间的关系；建立起物质浓度和平衡反应度之间的关系，建立起物质浓度和平衡反应度之间的关系，并进行求解。并进行求解。第八章第八章 化学平衡化学平衡第六十页，本课件共有72页多个反应的平衡多个反应的平衡 反应平衡时系统总的吉布斯函数为极小，确定反应平衡时系统总的吉布斯函数为极小，确定平衡成分平衡成分基本思想：系统的总吉布斯函数为极小值时，基本思想：系统的总吉布斯函数为极小值时，系统才能平衡，因此直接列出系统总吉布斯函系统才能平衡，因此直接列出系统总吉布斯函数表达式，而化学反应是原子

35、不变数表达式，而化学反应是原子不变(确切地说是确切地说是原子实，即原子核和内层电子不变原子实，即原子核和内层电子不变)的过程，因此的过程，因此原子数守恒，将原子数守恒条件作为限制条件原子数守恒，将原子数守恒条件作为限制条件加入联立求解。加入联立求解。第八章第八章 化学平衡化学平衡第六十一页，本课件共有72页不可逆过程热力学概论不可逆过程热力学概论局部平衡假设局部平衡假设宏观小、微观大的系统；宏观小、微观大的系统；非平衡状态距离平衡态很近。非平衡状态距离平衡态很近。熵产率熵产率 熵源强度，即单位体积内的熵产率熵源强度，即单位体积内的熵产率第九章第九章 不可逆过程热力学简介不可逆过程热力学简介熵产

36、率第六十二页，本课件共有72页线性唯象方程和昂色格倒易定律线性唯象方程和昂色格倒易定律 不可逆过程的唯象定律不可逆过程的唯象定律：表达热传导的表达热传导的傅立叶定律，表达电流的欧姆定律，表傅立叶定律，表达电流的欧姆定律，表达浓度扩散的斐克达浓度扩散的斐克(Fick)定律等定律等；线性唯象方程式线性唯象方程式昂色格倒易关系式昂色格倒易关系式第九章第九章 不可逆过程热力学简介不可逆过程热力学简介第六十三页，本课件共有72页线性唯象方程和昂色格倒易定律线性唯象方程和昂色格倒易定律 几种典型的不可逆过程的流与力的选择几种典型的不可逆过程的流与力的选择一维导热过程一维导热过程 一维导电过程一维导电过程

37、不可逆等温等压化学反应过程不可逆等温等压化学反应过程 第九章第九章 不可逆过程热力学简介不可逆过程热力学简介第六十四页，本课件共有72页热电现象热电现象 热电现象分析热电现象分析赛贝克效应赛贝克效应 热电偶第九章第九章 不可逆过程热力学简介不可逆过程热力学简介第六十五页，本课件共有72页热电现象热电现象 珀耳帖效应珀耳帖效应汤姆逊效应汤姆逊效应第九章第九章 不可逆过程热力学简介不可逆过程热力学简介第六十六页，本课件共有72页耗散结构和非线性非平衡热力学耗散结构和非线性非平衡热力学 最小熵产生原理最小熵产生原理 自组织现象和耗散结构自组织现象和耗散结构 耗散结构的特征耗散结构的特征 耗散结构发生

38、在耗散结构发生在开放系统开放系统中中；耗散结构只能在耗散结构只能在远离热力学平衡远离热力学平衡的情况下的情况下发生发生；耗散结构产生自发对称破缺耗散结构产生自发对称破缺；耗散结构是稳定态的非热力学分支耗散结构是稳定态的非热力学分支。第九章第九章 不可逆过程热力学简介不可逆过程热力学简介第六十七页，本课件共有72页统计热力学概论统计热力学概论什么是统计热力学什么是统计热力学 经典热力学方法及其局限性经典热力学方法及其局限性 量子力学与统计热力学量子力学与统计热力学 统计方法和统计系统的分类统计方法和统计系统的分类 经典力学系统和量子力学系统经典力学系统和量子力学系统平衡统计力学和非平衡统计力学平

39、衡统计力学和非平衡统计力学 独立子体系和非独立子体系独立子体系和非独立子体系 定域子体系和离域子体系定域子体系和离域子体系第十章第十章 统计热力学简介统计热力学简介第六十八页，本课件共有72页微观粒子运动的量子力学描述微观粒子运动的量子力学描述 基本概念基本概念量子态，能级，简并度量子态，能级，简并度一维自由平动子一维自由平动子 三维自由平动子三维自由平动子 刚性转子的量子态和能级刚性转子的量子态和能级 谐振子的量子态和能级谐振子的量子态和能级 分子的量子态和能级分子的量子态和能级第十章第十章 统计热力学简介统计热力学简介第六十九页，本课件共有72页能级分布和微观状态能级分布和微观状态数数 微

40、观状态数微观状态数 定域子体系的能级分布和微观状态数定域子体系的能级分布和微观状态数Fermi子体系的微观状态总数子体系的微观状态总数 Bose子体系的微观状态总数子体系的微观状态总数 第十章第十章 统计热力学简介统计热力学简介第七十页，本课件共有72页能级分布和微观状态能级分布和微观状态数数 经典极限：当经典极限：当 时成立，离域子时成立，离域子体系的微观状态数体系的微观状态数第十章第十章 统计热力学简介统计热力学简介第七十一页，本课件共有72页经典统计经典统计 等几率假设等几率假设熵的统计意义熵的统计意义最可几分布和一切分布最可几分布和一切分布Boltzmann分布分布配分函数配分函数热力学函数的统计解释热力学函数的统计解释 第十章第十章 统计热力学简介统计热力学简介第七十二页，本课件共有72页