余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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热力学第一定律的虚与实

已有 1542 次阅读 2022-8-20 11:02 |系统分类:教学心得

       在长期的发展过程中, 热力学形成了很多“虚实相间”的概念及理论,本文拟对现阶段热力学第一定律理论及概念的虚实进行梳理,供参考.

        热力学第一定律理论及概念的虚实参见如下表1.

表1. 热力学第一定律主要理论及概念的虚实

序号名称主要内容或公式备注虚或实
(1)热力学平衡态即系统的状态,指系统的热力学性质与时间及环境无关;包括热平衡、力平衡、相平衡及化学平衡.
特指系统的始态与末态;应用于范特霍夫平衡箱.
(2)准静态过程过程任意瞬间系统均无限小的偏离平衡,并随时可恢复平衡;要求过程必须无限缓慢、连续且无间断. 

平衡态热力学规定所有热力学过程均为准静态过程.

(3)热力学第一定律dU=TdS-pdV+δW'

平衡态热力

(4)热量(Q)δQTdS

平衡态热力

(5)体势变(WV)δWV-pdV

平衡态热力学

(6)有效功(W')除热量(Q)及体势变WV)之外的能量传递形式.

平衡态热力学

(7)体积功(WT)δWT-pedV

平衡态热力学

(8)

热容

CpCV)

pVT变化中,恒压或恒容条件下,温度每升高(或降低)1K,物质所需吸收(或释放)的热量.

平衡态热力学
(9)热力学基本方程

dU=TdS-pdV+δW

dH=TdS+Vdp+δW''

dG=-SdT+Vdp+δW'

dA=-SdT-pdV+δW'

平衡态热力学

(10)热力学能(U)

U=TS+(-pV)+G

H=TS+G

A=(-pV)+G

Y=TS+(-pV)

热力学能由热能(U)、功能(-pV)及吉布斯能(G)共同构成;焓、吉布斯能、赫姆霍兹能及余能(Y)均为内能的组成部分.
(11)范特霍夫平衡箱平衡态热力学化学反应或相变的反应器可建造恒温、恒压及组成恒定的反应条件.
(12)反应进度(ξdξ=dnB/νB平衡态热力学(系统组成必须恒定)

备注:(3)、(4)、(5)、(9)及(12)的虚实主要针对其微分定义.





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