下载文档原格式
课时：2课时年级：高中教材：《物理化学》教学目标：1. 让学生掌握物理化学的基本概念和原理，了解其在生活中的应用。
2. 培养学生的实验操作能力、观察能力和分析问题的能力。
3. 激发学生对物理化学的兴趣，提高他们的科学素养。
教学重点：1. 物理化学的基本概念和原理。
2. 物理化学实验的基本操作和数据处理方法。
教学难点：1. 物理化学概念的理解和应用。
2. 物理化学实验中误差分析及数据处理。
教学过程：第一课时一、导入1. 引导学生回顾高中化学的基本知识，如原子结构、化学键等。
2. 提出问题：什么是物理化学？它在化学领域有何地位？二、新课讲解1. 物理化学的定义：研究物质结构、性质、变化规律及其与能量的关系。
2. 物理化学的研究对象：原子、分子、晶体、溶液等。
3. 物理化学的研究方法：实验、理论计算、模拟等。
三、案例分析1. 以生活中的实例为例，如电冰箱、空调、太阳能电池等，讲解物理化学的应用。
2. 分析案例中涉及的物理化学原理，如热力学、动力学、电化学等。
四、实验演示1. 演示一个简单的物理化学实验，如气体的溶解度实验。
2. 讲解实验原理、操作步骤和注意事项。
五、课堂小结1. 总结本节课所学的物理化学基本概念和原理。
2. 强调物理化学在生活中的应用。
第二课时一、复习1. 回顾上一节课所学的内容，提问学生。
2. 解答学生提出的问题。
二、实验操作1. 学生分组进行实验操作，如溶解度实验、沸点实验等。
2. 教师巡回指导，解答学生在实验过程中遇到的问题。
三、数据处理1. 学生根据实验数据，运用物理化学原理进行分析。
2. 教师讲解数据处理的方法和技巧。
四、课堂讨论1. 学生分组讨论，分析实验结果，总结实验规律。
2. 教师点评学生的讨论，引导他们深入理解物理化学原理。
五、课堂小结1. 总结本节课所学的内容，强调实验操作和数据处理的重要性。
2. 鼓励学生在生活中发现物理化学现象，提高他们的科学素养。
教学反思：本节课通过理论讲解、案例分析、实验演示、实验操作和数据处理等环节，使学生掌握了物理化学的基本概念和原理，提高了他们的实验操作能力和分析问题的能力。
物理化学课程教案第一篇：物理化学课程教案第十二章化学动力学基础（二）教学目的与要求: 使学生了解和掌握化学反应速率理论发展的动态，两种速率理论的具体的内容，基本思路及其成功和不足之处。
上一章介绍了化学动力学的基本概念，简单级数反应的动力学规律和等征，复杂反应的动力学规律，温度对反应速率的影响以及链反应等，同时还介绍了反应机理的一般确定的方法，在这一章中，主要介绍各种反应的速率理论。
重点与难点: 反应速率理论的基本假定和一些基本概念，基本结论：阈能，势能面，反应坐标，能垒高度，以及阈能，能垒高度等与活化能的关系等。
§12．1 碰撞理论碰撞理论的基本假定碰撞理论认为：（1）发生反应的首要条件是碰撞，可以把这种碰撞看成是两个硬球的碰撞；（2）只有碰撞时相互作用能超过某一临界值时才能发生反应，化学反应的速率就是有效碰撞的次数。
双分子的互碰频率设：要发生碰撞的两个分子是球体，单位体积内Ａ分子的数目为NA，B分子数为NB，分子的直径为dD和dB，则碰撞时两个分子可以接触的最小距离为dAB=(dA+dB)/2。
当A、B两个分子在空间以速度vA,vB运动时，为了研究两个分了的碰撞，通过坐标变换，可以把两个分子的各自的运动变换为两个分子重心的运动（质量为M=mA+mB）和质量为μ=(m1m2)/(m1+m2)的假想粒子以相对速度vr的相对运动。
此时两个分子的运动的能量可以表示为：11112222E=m1v1+m2v2=(m1+m2)vM+μvr2222式中vM为分子的质心的运动速度。
由于分子的质心的运动和分子碰撞无关，可以不予考虑。
而两个分子的平均相对运动速度为vr=碰撞频率为8RTπμ由此可以得到A，B分子的，相同分子之间的碰撞频率为2ZAA=πdA2ZAB=πdAB8RTπμNANB8RTπμ22NA=2πdA A、B 两个分子相互碰撞过程的微观模型几个基本概念：碰撞参数：通过Ａ，Ｂ两分子的质心，而与相对速率平行的两条直线的距离RT2NAπMAb称为碰撞参数。
物理化学教案完整版教案内容一、教学内容本节课的教学内容来自物理化学教材的第八章，主题为“化学热力学基础”。
具体内容包括：1. 热力学第一定律：能量守恒定律；2. 热力学第二定律：熵增原理；3. 自由能与吉布斯自由能；4. 热力学方程：物态变化与能量的关系。
二、教学目标1. 使学生理解并掌握热力学第一定律和第二定律的基本概念及应用；2. 培养学生运用热力学知识分析和解决实际问题的能力；3. 帮助学生掌握自由能和吉布斯自由能的概念，理解它们在化学反应中的应用。
三、教学难点与重点1. 教学难点：热力学第二定律的理解和应用，吉布斯自由能的计算；2. 教学重点：热力学第一定律，熵的概念及其在实际中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：黑板、粉笔、多媒体教学设备；2. 学具：教材、笔记本、彩色笔。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过讨论日常生活中的能量转化现象，引导学生思考能量守恒定律的应用。
2. 知识点讲解：(1) 热力学第一定律：能量守恒定律，解释公式ΔU=Q+W；(2) 热力学第二定律：熵增原理，介绍熵的定义及计算方法；(3) 自由能与吉布斯自由能：讲解自由能的概念，公式ΔG=ΔHTΔS，以及吉布斯自由能在化学反应中的应用。
3. 例题讲解：分析并解决教材中的典型例题，巩固所学知识点。
4. 随堂练习：布置随堂练习题，让学生运用所学知识解决问题。
六、板书设计板书内容：1. 热力学第一定律：ΔU=Q+W2. 热力学第二定律：熵增原理，熵的定义及计算方法3. 自由能与吉布斯自由能：ΔG=ΔHTΔS，吉布斯自由能在化学反应中的应用七、作业设计1. 作业题目：(1) 解释热力学第一定律的应用实例；(2) 计算一个化学反应的吉布斯自由能变化；(3) 讨论熵增原理在实际生活中的意义。
2. 答案：(1) 热力学第一定律的应用实例：烧水时，水温升高，热能转化为内能；(2) 化学反应的吉布斯自由能变化：ΔG=ΔHTΔS，其中ΔH为反应焓变，T为温度，ΔS为反应熵变；(3) 熵增原理在实际生活中的意义：如垃圾分类、能源利用等，遵循熵增原理可以提高资源利用效率。
教学目标：1. 知识与技能：了解物质的性质与变化的基本概念，掌握常见物质的性质和变化规律。
2. 过程与方法：通过实验、观察、讨论等方式，培养学生的科学探究能力和合作学习能力。
3. 情感态度与价值观：激发学生对物理化学的兴趣，培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神。
教学重点：1. 物质的性质和变化的概念。
2. 常见物质的性质和变化规律。
教学难点：1. 物质变化过程中能量变化的理解。
2. 物质分类及性质与变化的关系。
教学准备：1. 多媒体课件2. 实验器材：试管、酒精灯、镊子、火柴、水、盐酸、碳酸钠、石灰石等3. 学生分组实验记录表教学过程：一、导入新课1. 教师通过提问，引导学生回顾上节课所学内容，激发学生对本节课的兴趣。
2. 教师简要介绍本节课的学习目标和内容。
二、新课讲授1. 物质的性质与变化a. 教师讲解物质的性质和变化的概念，引导学生理解物质性质与变化的关系。
b. 通过实例分析，让学生了解物质的性质和变化在生活中的应用。
2. 常见物质的性质和变化规律a. 教师列举一些常见物质，如水、氧气、盐酸等，讲解它们的性质和变化规律。
b. 学生分组进行实验，观察实验现象，记录实验数据。
三、分组实验1. 实验目的：通过实验观察物质的性质和变化，加深对物质性质和变化规律的理解。
2. 实验步骤：a. 将学生分成若干小组，每组发放实验器材。
b. 教师讲解实验步骤和注意事项，学生分组进行实验。
c. 实验过程中，教师巡回指导，解答学生疑问。
四、实验报告与讨论1. 学生完成实验后，填写实验报告，记录实验现象和数据。
2. 教师组织学生进行讨论，分析实验结果，总结物质性质和变化规律。
五、课堂小结1. 教师对本节课的学习内容进行总结，强调重点和难点。
2. 学生回顾本节课所学内容，提出自己的疑问。
六、课后作业1. 完成课后练习题，巩固所学知识。
2. 查阅资料，了解物质性质和变化在生活中的应用。
教学反思：1. 本节课通过实验、观察、讨论等方式，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的科学探究能力。
《物理化学》电子教案上册第一章：引言1.1 课程介绍1.2 物理化学的基本概念1.3 物理化学的研究方法1.4 学习目标与要求第二章：气体2.1 气体的性质2.2 气体的压力与体积2.3 气体的温度与热量2.4 气体的化学反应第三章：溶液3.1 溶液的定义与组成3.2 溶液的浓度与稀释3.3 溶液的蒸馏与沸腾3.4 溶液的离子平衡第四章：固体4.1 固体的结构与性质4.2 固体的相变与相图4.3 固体的溶解与熔点4.4 固体的电导与磁性第五章：液体5.1 液体的性质与表面现象5.2 液体的蒸发与凝结5.3 液体的扩散与对流5.4 液体的相变与相图第六章：热力学第一定律6.1 能量守恒定律6.2 内能与热量6.3 功与热传递6.4 热力学第一定律的应用第七章：热力学第二定律7.1 熵与无序度7.2 可逆与不可逆过程7.3 热力学第二定律的表述7.4 热力学第二定律的应用第八章：化学平衡8.1 平衡常数与反应方向8.2 酸碱平衡与pH值8.3 沉淀平衡与溶解度积8.4 化学平衡的计算与应用第九章：动力学9.1 反应速率与速率常数9.2 零级、一级和二级反应9.3 反应机理与速率定律9.4 化学动力学的应用第十章：电化学10.1 电解质与离子传导10.2 电极与电极反应10.3 电池与电势10.4 电化学的应用重点和难点解析一、气体的化学反应补充和说明：气体之间的化学反应是物理化学中的重要内容，例如气体的合成、分解、置换等反应。
这些反应在工业生产、环境保护等领域具有重要的应用价值。
教案中应详细介绍气体化学反应的基本原理、反应类型及其应用实例，并通过实际案例分析，使学生能够深入理解和掌握这一部分内容。
二、溶液的离子平衡补充和说明：溶液中的离子平衡是物理化学中的关键概念，对于理解电解质溶液的性质和行为具有重要意义。
教案中应详细讲解离子平衡的基本原理、离子平衡常数的计算及其在实际应用中的作用，如酸碱平衡、溶解度积等。
物理化学教案教案：物理化学教学目标：1. 理解物理化学的基本概念和原理；2. 掌握物理化学实验的基本操作和技巧；3. 培养学生的科学思维和实验能力；4. 培养学生的团队合作和沟通能力。
教学内容：1. 物理化学的基本概念和分支学科；2. 物理化学的基本原理和定律；3. 物理化学实验的基本操作和技巧；4. 物理化学实验的数据处理和结果分析。
教学步骤：第一课：物理化学概述1. 引入物理化学的概念和意义；2. 介绍物理化学的分支学科和研究内容；3. 讲解物理化学的基本原理和定律。
第二课：物理化学实验基本操作1. 介绍物理化学实验室的基本设备和器材；2. 讲解物理化学实验的基本操作步骤；3. 演示物理化学实验的常见技巧和注意事项。
第三课：物理化学实验数据处理1. 介绍物理化学实验数据的收集和记录方法；2. 讲解物理化学实验数据的处理和分析方法；3. 演示物理化学实验数据处理的常见技巧和方法。
第四课：物理化学实验设计与报告1. 引导学生进行物理化学实验设计；2. 指导学生撰写物理化学实验报告；3. 评价和讨论学生的实验设计和报告。
教学方法：1. 授课讲解：通过讲解物理化学的基本概念、原理和实验操作方法，帮助学生理解和掌握相关知识。
2. 实验操作演示：通过演示物理化学实验的基本操作步骤和技巧，帮助学生掌握实验操作的要领。
3. 实验设计与报告：通过引导学生进行实验设计和撰写实验报告，培养学生的科学思维和实验能力。
评价方法：1. 实验操作评价：评估学生在实验操作中的准确性和技巧；2. 实验数据分析评价：评估学生对实验数据的处理和分析能力；3. 实验设计与报告评价：评估学生的实验设计和报告撰写能力。
教学资源：1. 教材：物理化学教材；2. 实验设备和器材：如量筒、天平、分析天平等；3. 实验化学品：如溶液、固体试剂等；4. 计算机和投影仪：用于展示教学内容和实验演示。
教学辅助工具：1. PowerPoint演示文稿：用于呈现教学内容和实验操作步骤；2. 实验操作视频：用于演示实验操作的基本步骤和技巧；3. 实验数据处理软件：用于演示实验数据的处理和分析方法。
课程名称：物理化学授课班级：天津大学化学工程专业授课时间：2022年9月10日授课教师：张老师教学目标：1. 让学生掌握物理化学实验的基本操作和实验原理；2. 培养学生的实验技能和实验思维；3. 提高学生的实验操作规范性和实验数据处理能力；4. 培养学生的团队协作精神和科学态度。
教学内容：1. 物理化学实验基本操作；2. 物理化学实验原理；3. 实验数据处理方法；4. 实验报告撰写规范。
教学过程：一、导入1. 引入物理化学实验的重要性，激发学生的学习兴趣；2. 介绍本节课的学习目标。
二、实验基本操作1. 介绍实验仪器和设备，包括天平、移液管、滴定管等；2. 讲解实验仪器的使用方法和注意事项；3. 进行实验操作演示，让学生了解实验过程。
三、实验原理1. 介绍实验原理的基本概念；2. 讲解实验原理在实验中的应用；3. 分析实验原理对实验结果的影响。
四、实验数据处理1. 介绍实验数据处理的步骤和方法；2. 讲解误差分析的基本原则；3. 通过实例演示实验数据处理过程。
五、实验报告撰写1. 介绍实验报告的基本格式和内容；2. 讲解实验报告的撰写规范；3. 进行实验报告撰写指导。
六、课堂练习1. 学生分组进行实验操作，教师巡回指导；2. 学生进行实验数据处理，教师点评；3. 学生撰写实验报告，教师批改。
七、总结1. 总结本节课的学习内容；2. 强调实验操作规范性和实验数据处理能力的重要性；3. 布置课后作业。
教学评价：1. 学生实验操作规范性；2. 学生实验数据处理能力；3. 学生实验报告撰写质量；4. 学生对物理化学实验的兴趣和积极性。
教学反思：1. 优化实验教学内容，提高实验教学质量；2. 注重培养学生的实验思维和实验技能；3. 加强实验操作规范性和实验数据处理能力的培养；4. 营造良好的实验氛围，提高学生的学习兴趣。
《物理化学教案》word版一、教案基本信息1.1 课程名称：物理化学1.2 课时安排：本章共5课时1.3 教学目标：1.3.1 知识目标：使学生了解物理化学的基本概念、原理和规律。
1.3.2 能力目标：培养学生运用物理化学知识解决实际问题的能力。
1.3.3 情感目标：激发学生对物理化学学科的兴趣和热情。
二、教学内容2.1 引言：介绍物理化学的定义、研究对象和意义。
2.2 第一节基本概念：物质的量、状态、相等、平衡等概念的解释。
2.3 第二节物态变化：固态、液态、气态的性质及变化规律。
2.4 第三节化学平衡：平衡常数、反应速率、化学动力学等基本概念。
2.5 第四节溶液：溶液的性质、浓度、稀释、渗透压等概念。
三、教学方法3.1 讲授法：讲解基本概念、原理和规律。
3.2 案例分析法：分析实际问题，引导学生运用物理化学知识解决问题。
3.3 互动教学法：提问、讨论，激发学生的思考和兴趣。
四、教学步骤4.1 引入新课：通过问题或实例，引导学生思考物理化学的重要性。
4.2 讲解基本概念：清晰地讲解本节课的重点概念。
4.3 案例分析：分析实际问题，让学生体会物理化学的应用价值。
4.4 课堂互动：提问、讨论，巩固所学知识。
4.5 总结本节课：回顾所学内容，强调重点和难点。
五、课后作业5.1 完成教材上的练习题，巩固所学知识。
5.2 选择一道实际问题，运用物理化学知识进行分析。
5.3 预习下节课的内容，为课堂学习做好准备。
六、教学评估6.1 课堂问答：通过提问了解学生对物理化学基本概念的理解程度。
6.2 课后作业：检查学生完成作业的情况，评估其对课堂所学知识的掌握。
6.3 单元测试：进行一次单元测试，全面评估学生对本章知识的掌握。
七、教学反思7.1 总结本节课的教学效果，分析存在的问题。
7.2 根据学生的反馈，调整教学方法和策略。
7.3 为下一节课的教学做好准备，确保教学内容的连贯性。
八、拓展阅读8.1 推荐学生阅读与本章内容相关的物理化学教材、论文或科普文章。
物理化学课程教案第一章热力学第一定律及其应用§2. 1热力学概论热力学的基本内容热力学是研究热功转换过程所遵循的规律的科学。
它包含系统变化所引起的物理量的变化或当物理量变化时系统的变化。
热力学研究问题的基础是四个经验定律（热力学第一定律，第二定律和第三定律，还有热力学第零定律），其中热力学第三定律是实验事实的推论。
这些定律是人们经过大量的实验归纳和总结出来的，具有不可争辩的事实根据，在一定程度上是绝对可靠的。
热力学的研究在解决化学研究中所遇到的实际问题时是非常重要的，在生产和科研中发挥着重要的作用。
如一个系统的变化的方向和变化所能达的限度等。
热力学研究方法和局限性研究方法：热力学的研究方法是一种演绎推理的方法，它通过对研究的系统（所研究的对象）在转化过程中热和功的关系的分析，用热力学定律来判断该转变是否进行以及进行的程度。
特点：首先，热力学研究的结论是绝对可靠的，它所进行推理的依据是实验总结的热力学定律，没有任何假想的成分。
另外，热力学在研究问题的时，只是从系统变化过程的热功关系入手，以热力学定律作为标准，从而对系统变化过程的方向和限度做出判断。
不考虑系统在转化过程中，物质微粒是什么和到底发生了什么变化。
局限性：不能回答系统的转化和物质微粒的特性之间的关系，即不能对系统变化的具体过程和细节做出判断。
只能预示过程进行的可能性，但不能解决过程的现实性，即不能预言过程的时间性问题。
§2. 2热平衡和热力学第零定律－温度的概念为了给热力学所研究的对象－系统的热冷程度确定一个严格概念，需要定义温度。
温度概念的建立以及温度的测定都是以热平衡现象为基础。
一个不受外界影响的系统，最终会达到热平衡，宏观上不再变化，可以用一个状态参量来描述它。
当把两个系统已达平衡的系统接触，并使它们用可以导热的壁接触，则这两个系统之间在达到热平衡时，两个系统的这一状态参量也应该相等。
这个状态参量就称为温度。
那么如何确定一个系统的温度呢？热力学第零定律指出：如果两个系统分别和处于平衡的第三个系统达成热平衡，则这两个系统也彼此也处于热平衡。
热力学第零定律是是确定系统温度和测定系统温度的基础，虽然它发现迟于热力学第一、二定律，但由于逻辑的关系，应排在它们的前边，所以称为热力学第零定律。
温度的科学定义是由热力学第零定律导出的，当两个系统接触时，描写系统的性质的状态函数将自动调节变化，直到两个系统都达到平衡，这就意味着两个系统有一个共同的物理性质，这个性质就是“温度”。
热力学第零定律的实质是指出了温度这个状态函数的存在，它非但给出了温度的概念，而且还为系统的温度的测定提供了依据。
§2. 3热力学的一些基本概念系统与环境系统：物理化学中把所研究的对象称为系统环境：和系统有关的以外的部分称为环境。
根据系统与环境的关系，可以将系统分为三类：（1）孤立系统：系统和环境之间无物质和能量交换者。
（2） 封闭系统：系统和环境之间无物质交换，但有能量交换者。
（3）敞开系统：系统和环境之间既有物质交换，又有能量交换系统的性质系统的状态可以用它的可观测的宏观性质来描述。
这些性质称为系统的性质，系统的性质可以分为两类：（1） 广度性质（或容量性质） 其数值与系统的量成正比，具有加和性，整个体系的广度性质是系统中各部分这种性质的总和。
如体积，质量，热力学能等。
（2）强度性质 其数值决定于体系自身的特性，不具有加和性。
如温度，压力，密度等。
通常系统的一个广度性质除以系统中总的物质的量或质量之后得到一个强度性质。
热力学平衡态当系统的各种性质不随时间变化时，则系统就处于热力学的平衡态，所谓热力学的平衡，应包括如下的平衡。
（1） 热平衡：系统的各部分的温度相等。
（2） 力学平衡：系统的各部分压力相等。
（3） 相平衡：当系统不上一个相时，物质在各相之间的分配达到平衡，在相的之间没有净的物质的转移。
（4） 化学平衡：当系统中存在化学反应时，达到平衡后，系统的组成不随时间变化。
状态函数当系统处于一定的状态时，系统中的各种性质都有确定的数值，但系统的这些性质并不都是独立的，它们之间存在着某种数学关系（状态方程）。
通常，只要确定系统的少数几个性质，其它的性质就随之而这定。
这样，系统体系的性质就可以表示成系统的其它的性质的函数，即系统的性质由其状态而定，所以系统的性也称为状态函数。
如()系统的状态系统的性质f =当系统处于一定的状态时，系统的性质只决定于所处的状态，而于过去的历史无关，若外界的条件变化时，它的一系列性质也随之发生变化，系统的性质的改变时只决定于始态与终态，而与变化所经历的途径无关。
这种状态函数的特性在数学上具有全微分的特性，可以按照全微分的关系来处理。
状态方程描述系统性质关系的数学方程式称为状态方程式。
状态方程式的获得：系统的状态方程不以由热力学理论导出，必须通过实验来测定。
在统计热力学中，可以通过对系统中粒子之间相互作用的情况进行某种假设，推导出状态方程。
描述一个系统的状态所需要的独立变数的数目随系统的特点而定，又随着考虑问题目的复杂程度的不同而不同。
一般情况下，对于一个组成不变的均相封闭系统，需要两个独立变数可以确定系统的状态，如理想气体的状态方程可以写成()V p f T ,=（1）对于由于化学变化、相变化等会引起系统或各相的组成发生变化的系统，还必须指明各相的组成或整个系统的组成，决定系统的状态所需的性质的数目就会相应增加。
如对于敞开系统，系统的状态可以写成 ,,,,21n n V p 的函数。
() ,,,,21n n V p f T =（2）过程与途径过程：在一定的环境条件下，系统发生了一个状态变化，从一个状态变化到另一个状态，我们称系统发生了一个热力学过程，简称过程。
途径：系统变化所经历的具体路径称为途径。
常见的变化过程有：（1） 等温过程 系统从状态1变化到状态2，在变化过程中温度保持不变，始态温度等于终态温度，且等于环境温度。
（2） 等压过程 系统从状态1变化到状态2，在变化过程中压力保持不变，始态压力等于终态压力，且等于环境压力。
（3） 等容过程 系统从状态1变化到状态2，在变化过程中体积保持不变。
（4） 绝热过程 系统在变化过程中，与环境不交换热量，这个过程称为绝热过程。
如系统和环境之间有用绝热壁隔开，或变化过程太快，来不及和环境交换热量的过程，可近似看作绝热过程。
（5） 环状过程 系统从始态出发，经过一系列的变化过程，回到原来的状态称为环状过程。
系统经历此过程，所有性质的改变量都等于零。
热和功热：热力学中，把由于系统和环境间温度的不同而在它们之间传递的能量称为热（Q ）。
（符号的约定：系统吸热为正）热（量）与系统的热冷的概念不同。
在热力学中，除热以外，系统与环境间以其它的形式传递的能量称为功（W ）（符号的规定：给系统做功为正）。
热和功不是状态函数，它的大小和过程有关，其微小量用符号“δ”表示。
有各种形式的功：体积功，电功，表面功，辐射功等。
功可以分为体积功和非体积功。
各种功的微小量可以表示为环境对系统施加影响的一个强度性质与其共轭的广度性质的微变量的乘积。
如功的计算式可以表示为：()fe W W Zdz Ydy Xdx dV p W δδδ+=+++= 外 （3）上式中 ,,,,Z Y X p 外表示环境对系统施加的影响的强度性质，而 dz dy dx dV ,,,则表示其共轭的广度性质的微变。
热和功的单位：焦（J ）§2.4 热力学第一定律经过大量的实验证明：确立了能量守恒与转化定律。
热力学第一定律就是包括热量在内的能量守恒与转化定律：热力学第一定律可以表述为：自然界的一切物质都具有能量，能量有各种形式，并且可以从一种形式转化为另一种形式，在转化过程中，能量的总量不变。
能常体系的总能量由下列三部分组成：（1） 系统整体运动的能量（T ）。
（2） 系统在外力场中的位能（V ）。
（1） 热力学能（U ）。
在研究静止的系统时（T = 0），如不考虑外力场的作用（V = 0），此时系统的总能量为热力学能。
系统的热力学能包括了系统中各种运动形式所具有的能量（粒子的平动能，转动能，振动能，电子能，核能……，以及分子之间的位能等）。
当系统和环境交换能量时，系统的热力学能就要发生变化 W Q U U U +=-=∆12 （4） 如果系统发生了一个微小的变化，则有W Q dU δδ+=（5）上边两个式子称为热力学第一定律的数学表达式。
也可以用另一种文字方式表达热力学第一定律：热力学第一定律的文字表述：要想制造一种永动机，它既不依靠外界供给能量，本身的能量也不减少，却不断地对外做功，这是不可能的。
热力学第一定律也可以表述为：第一类永动机是不可能造成的。
关于热力学能的说明： 系统的热力学能包括了系统中的各种粒子运动形式的能量，由于系统中的粒子无限可分，运动形式无穷无尽，所以系统的热力学能的数值也无法知道。
系统中热力学能的变化量可以通过变化过程中的Q 和W 来确定。
系统的热力学能是状态函数（证明）：设：系统经途径Ⅰ从B A →，热力学能变化为ⅠU ∆，经途径Ⅱ从B A →，热力学能的变化为ⅡU ∆，假设热力学能不是状态函数，ⅡⅠU U ∆≠∆。
如果使途径Ⅱ改变方向，从A B →，则该过程的热力学能的变化为ⅡU ∆-。
如系统两个变化过程组合成一个循环，A B A ⅡⅠ−→−−→−，则经过这个循环回到原来的状态，系统的热力学能将发生变化ⅡⅠU U ∆-∆，环境同样获得能量)(ⅡⅠU U ∆-∆-，即能量可以生成，第一类永动相可以制成。
这个结论不符合热力学第一定律，所以只有ⅡⅠU U ∆=∆。
∴系统的热力学能的改变量只与始终态有关，而和路径无关，所以系统的热力学能为一状态函数。
系统的热力学能可以表示为 ),,(n P T f U =dp p U dT T U dU T p ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫⎝⎛∂∂= （6）如果把热力学能看作是T ，V 的函数 ),,(n V T f U =dpV U dT T U dU T V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=显然 V p T U T U ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂≠⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂§2.5 准静态过程与可逆过程功与过程和热力学能不同，环境对系统所做功的量和系统变化所经历的途经有关。
以图2．2为例来说明做功的过程dV p Adl p dl f W e e -=-=-=外δ （为外压）系统中的气体可以由不同的过程从21V V →，过程不同，环境做功也不相同。
1．自由膨胀 0,01,==e e W p2．外压始终维持恒定 ()122,V V p W e e --=3．多次等外压膨胀 ()12213,'V V V p V p W e e e -∆-∆-=4．无限多次的等外压膨胀124,lnV V nRT dV p W e e -=-=⎰以上的例子说明，功和途径有关由于W Q U -=∆，所以Q 也和途径有关。
