第五章 化学热力学基础PPT课件

《化学热力学基础》PPT课件目录CONTENCT •引言•热力学基本概念与定律•热化学与化学反应的热效应•熵与熵增原理•自由能与化学平衡•相平衡与相图•结论与展望01引言化学热力学的定义与重要性定义化学热力学是研究化学变化过程中热量和功的相互转化以及有关热力学函数的科学。

重要性化学热力学是化学、化工、材料、能源等领域的重要基础，对于理解化学反应的本质、优化化学反应条件、开发新能源等具有重要意义。

化学热力学的发展历史早期发展19世纪初，随着工业革命的发展，热力学理论开始形成，并逐步应用于化学领域。

经典热力学建立19世纪中叶，经典热力学理论建立，包括热力学第一定律、热力学第二定律等基本定律被提出。

现代热力学发展20世纪以来，随着量子力学、统计力学等理论的发展，化学热力学在微观层面上的研究取得了重要进展。

课程目标与学习内容课程目标掌握化学热力学的基本概念、基本原理和基本方法，能够运用热力学知识分析和解决实际问题。

学习内容包括热力学基本概念、热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡、相平衡、化学反应热力学等。

通过学习，学生将了解热力学在化学领域的应用，培养分析和解决化学问题的能力。

02热力学基本概念与定律80%80%100%系统与环境系统是指我们研究对象的那一部分物质或空间，具有明确的边界。

环境是指与系统发生相互作用的其他部分，是系统存在和发展的外部条件。

系统与环境之间通过物质和能量的交换而相互影响。

系统的定义环境的定义系统与环境的相互作用状态是系统中所有宏观物理性质的集合，用于描述系统的状况。

状态的概念状态函数的定义常见状态函数状态函数是描述系统状态的物理量，其值只取决于系统的始态和终态，与路径无关。

温度、压力、体积、内能等。

030201状态与状态函数热力学第一定律热力学第一定律的表述热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。

热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q+W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示外界对系统所做的功。

大学化学热力学基础课件contents •热力学基本概念与定律•热力学基本量与计算•热力学过程与循环•热力学在化学中的应用•热力学在物理化学中的应用•热力学在材料科学中的应用目录01热力学基本概念与定律孤立系统与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统。

开放系统与外界既有能量交换又有物质交换的系统。

封闭系统与外界有能量交换但没有物质交换的系统。

热力学系统及其分类状态函数与过程函数状态函数描述系统状态的物理量，如内能、焓、熵等。

状态函数的变化只与系统的初、终态有关，与过程无关。

过程函数描述系统变化过程的物理量，如热量、功等。

过程函数的变化与具体的路径有关。

能量守恒定律能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。

热力学第一定律表达式ΔU = Q + W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统与外界交换的热量，W表示外界对系统所做的功。

热力学第二定律的表述不可能从单一热源吸热并全部转化为有用功而不引起其他变化。

熵增原理在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行。

熵是描述系统无序度的物理量，熵增加意味着系统无序度增加。

02热力学基本量与计算温度是表示物体冷热程度的物理量，是热力学中最重要的基本量之一。

温度的概念温标的定义温度的测量温标是用来衡量温度高低的标准，常见的有摄氏温标、华氏温标和开氏温标等。

温度的测量通常使用温度计，其原理是利用物质的热胀冷缩性质或其他物理效应来测量温度。

030201温度与温标压力的概念压力是单位面积上受到的垂直作用力，是描述气体状态的重要物理量。

体积的概念体积是物体所占空间的大小，对于气体而言，体积通常是指气体所充满的容器的容积。

压力与体积的关系在温度不变的情况下，气体的压力与体积成反比关系，即波义耳定律。

压力与体积030201热量的概念热量是物体之间由于温差而传递的能量，是热力学中重要的基本概念之一。

功的概念功是力在力的方向上移动的距离的乘积，是描述系统能量转化或传递的物理量。

大学化学热力学基础课件一、教学内容本节课的教学内容选自人教版《大学化学》的第五章热力学基础。

该章节主要内容包括热力学第一定律、热力学第二定律和熵的概念。

具体讲解如下：1. 热力学第一定律：能量守恒定律，指出在一个封闭系统中，能量不会凭空产生也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，系统的内能变化等于系统所吸收的热量减去系统对外做的功。

2. 热力学第二定律：熵增定律，指出在自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少，即自然界的过程总是向着熵增加的方向进行。

3. 熵的概念：熵是衡量系统无序程度的物理量，是一个系统在热力学平衡状态下的状态函数。

二、教学目标1. 理解热力学第一定律和第二定律的基本概念和原理。

2. 掌握熵的概念及其在热力学中的应用。

3. 能够运用热力学基本定律分析实际问题，提高解决实际问题的能力。

三、教学难点与重点重点：热力学第一定律和第二定律的基本概念和原理，熵的概念及其在热力学中的应用。

难点：热力学定律在实际问题中的应用。

四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。

学具：教材、笔记本、笔。

五、教学过程1. 实践情景引入：以日常生活为例，如烧水、做饭等，引导学生思考这些现象背后所蕴含的热力学原理。

2. 知识讲解：讲解热力学第一定律、第二定律和熵的概念，通过举例和实例让学生理解这些基本原理。

3. 例题讲解：选取具有代表性的例题，讲解热力学定律在实际问题中的应用。

4. 随堂练习：为学生提供一些实际问题，让学生运用所学的热力学定律进行分析和解答。

5. 知识拓展：介绍热力学在现代科学技术中的应用，如热力学在能源、环境等领域的重要性。

六、板书设计板书内容主要包括热力学第一定律、第二定律和熵的概念，以及这些定律在实际问题中的应用。

板书设计要简洁明了，突出重点。

七、作业设计1. 请简述热力学第一定律和第二定律的基本概念和原理。

2. 请解释熵的概念及其在热力学中的应用。

3. 请举例说明热力学定律在实际问题中的应用。