熱平衡和熱力學(xué)第零定律和基本概念

1、熱平衡和熱力學(xué)第零定律和基本概念本 節(jié) 要 點(diǎn) 緒論 熱力學(xué)概論 熱平衡和熱力學(xué)第零定律 熱力學(xué)的一些基本概念 緒 論 一、物理化學(xué)的內(nèi)容 二、物理化學(xué)的研究方法 三、物理化學(xué)的歷史與現(xiàn)狀 四、物理化學(xué)課程學(xué)習(xí)的特點(diǎn) 一、物理化學(xué)的內(nèi)容 物理化學(xué)是化學(xué)科學(xué)中的一個(gè)學(xué)科，是化學(xué) 科學(xué)的理論基礎(chǔ)。 化學(xué)反應(yīng)原子、分子間的分離與組合熱電光磁溫度變化壓力變化體積變化化學(xué)物理學(xué)密不可分相態(tài)變化 物理化學(xué)是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象 的聯(lián)系入手來(lái)探求化學(xué)變化基本規(guī)律的一門(mén)學(xué) 科。 物理化學(xué)運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的 理論和實(shí)驗(yàn)方法，研究化學(xué)變化包括相變化和 pVT 變化中的平衡規(guī)律和速率規(guī)律，以及這些

2、規(guī)律與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 目的 物理化學(xué)主要是為了解決生產(chǎn)實(shí)際和 科學(xué)實(shí)驗(yàn)中向化學(xué)提出的理論問(wèn)題，揭示化學(xué) 變化的本質(zhì)，更好地駕馭化學(xué)，使之為生產(chǎn)實(shí) 際服務(wù)。 由于物理化學(xué)所研究的是普遍適用于各個(gè) 化學(xué)分支的理論問(wèn)題，所以物理化學(xué)曾被稱為 理論化學(xué)。 主要任務(wù) (1) 化學(xué)變化的方向和限度問(wèn)題。 (2) 化學(xué)反應(yīng)的速率和機(jī)理問(wèn)題。 (3) 物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系。 化學(xué)動(dòng)力學(xué) 化學(xué)熱力學(xué) 結(jié)構(gòu)化學(xué)及 量子化學(xué) 二、物理化學(xué)的研究方法 1. 實(shí)驗(yàn)方法 2. 經(jīng)驗(yàn)半經(jīng)驗(yàn)方法 3. 理論方法 歸納和演繹法 假設(shè)和模型法 主要理論支柱： 熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、量子化學(xué) 三個(gè)層次： 宏觀的層次，

3、從微觀到宏觀的層次， 以及微觀的層次。 平衡規(guī)律 微觀層次 理論方法 普遍規(guī)律 量子 力學(xué) 物質(zhì)特性 粒子質(zhì)量 粒子電荷 理論方法 微觀到 宏觀層次 普遍規(guī)律 統(tǒng)計(jì) 熱力學(xué) 物質(zhì)特性 分子結(jié)構(gòu) 分子能級(jí) 分子間力 實(shí)驗(yàn)測(cè)定 經(jīng)驗(yàn)半經(jīng) 驗(yàn) 方法 宏觀 層次 理論方法 普遍規(guī)律 化學(xué) 熱力學(xué) pVT關(guān)系 熱性質(zhì) 非理想性 界面性質(zhì) 電極性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)測(cè)定 經(jīng)驗(yàn)半經(jīng) 驗(yàn) 方法 物質(zhì)特性 速率規(guī)律 微觀層次 理論方法 普遍規(guī)律 量子 力學(xué) 物質(zhì)特性 粒子質(zhì)量 粒子電荷 物質(zhì)特性 宏觀 層次 理論方法 普遍規(guī)律 化學(xué) 動(dòng)力學(xué) 反應(yīng)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定 經(jīng)驗(yàn)半經(jīng) 驗(yàn) 方法 微觀到 宏觀層次 理論方法 普遍規(guī)律 統(tǒng)計(jì)

4、力學(xué) 分子結(jié)構(gòu) 分子能級(jí) 分子間力 勢(shì)能面 實(shí)驗(yàn)測(cè)定 經(jīng)驗(yàn)半經(jīng) 驗(yàn) 方法 物質(zhì)特性 三、物理化學(xué)的歷史和現(xiàn)狀 18世紀(jì)開(kāi)始萌芽： 從燃素說(shuō)到能量守恒與轉(zhuǎn)化定律。 俄國(guó)科學(xué)家羅蒙諾索夫(17111765)最早使用“物理化學(xué)”這一術(shù)語(yǔ)。 1. 從1887年德文物理化學(xué)雜志創(chuàng)刊到 20世紀(jì)20年代 主要借助于物理學(xué)中的力學(xué)、熱學(xué)及氣體分 子動(dòng)理論來(lái)解決化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率問(wèn)題。 以化學(xué)熱力學(xué)理論的成熟和宏觀化學(xué)反應(yīng) 速率理論的建立為特征。 W. Ostwald (18531932) J. H. vant Hoff (18521911) 2. 20世紀(jì)20年代至60年代 開(kāi)創(chuàng)了物理化學(xué)進(jìn)入物質(zhì)微觀結(jié)

5、構(gòu)及化學(xué) 反應(yīng)的基元反應(yīng)速率理論的探索階段。 該階段的主要成就為：提出化學(xué)鍵理論、化 合物的微觀結(jié)構(gòu)、電解質(zhì)與非電解質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) 模型、燃燒爆炸的鏈反應(yīng)機(jī)理及一些催化反應(yīng)機(jī) 理、電極過(guò)程的氫超電勢(shì)理論等。 3. 從20世紀(jì)60年代至今 物理化學(xué)向縱深發(fā)展，研究工作由分子的穩(wěn) 態(tài)、基態(tài)向瞬態(tài)、激發(fā)態(tài)發(fā)展，由單一分子結(jié)構(gòu) 向分子間的相互作用細(xì)節(jié)發(fā)展，由體相向界面相 發(fā)展，由化學(xué)系統(tǒng)擴(kuò)展到生物化學(xué)系統(tǒng)及遠(yuǎn)離平 衡態(tài)的耗散結(jié)構(gòu)等，研究工作進(jìn)入到分子水平。 物理化學(xué) 強(qiáng)化了對(duì)系統(tǒng)、反應(yīng)在分子 水平上的精細(xì)物理化學(xué)研究 強(qiáng)化了對(duì)特殊集合 態(tài)的物理化學(xué)研究 分子動(dòng)態(tài)物理化學(xué) 分子設(shè)計(jì)與分子工程 分子反應(yīng)動(dòng)力

6、學(xué) 蛋白分子工程 表面、界面物理化學(xué) 非平衡態(tài)物理化學(xué) 表面分子工程 新型簇系統(tǒng)物理化學(xué) 分子激發(fā)態(tài)譜學(xué) 有序組合體的物理化學(xué)納米材料的物理化學(xué)催化、電極、超導(dǎo)等材料生命科學(xué) 材料科學(xué) 國(guó)計(jì)民生 高精尖現(xiàn)代 譜學(xué)，衍射 分子束，計(jì) 算機(jī)技術(shù) 結(jié)合各類 化學(xué)系統(tǒng) 結(jié)合各類 化學(xué)系統(tǒng) 數(shù)學(xué)、物理 理論與方法 20世紀(jì)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者中，約60%是從 事物理化學(xué)領(lǐng)域研究的科學(xué)家，在中國(guó)科學(xué) 院化學(xué)學(xué)部的院士中，近1/3是研究物理化學(xué) 或者是物理化學(xué)某一個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家 。 2007年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主格哈德-埃特爾 在表面化學(xué)研究領(lǐng)域 作出開(kāi)拓性貢獻(xiàn) 四、物理化學(xué)課程學(xué)習(xí)的特點(diǎn) 學(xué)習(xí)內(nèi)容：化學(xué)熱力學(xué)、

7、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)初步、電化 學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、膠體和界面化學(xué)。 學(xué)習(xí)目的：(1) 進(jìn)一步擴(kuò)大知識(shí)面，打好專業(yè)基礎(chǔ)。 了解化學(xué)變化中的一些基本規(guī)律。 (2) 提高自學(xué)能力，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力。 學(xué)習(xí)方法： (1) 抓重點(diǎn); (2) 公式 (適用條件, 物理意義); (3) 注意章節(jié)間的聯(lián)系，將前后所學(xué)知識(shí) 融會(huì)貫通; (4) 重視習(xí)題; (5) 課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí); (6) 注意理論結(jié)合實(shí)際。 美國(guó)著名物理化學(xué)教授賴文曾說(shuō)過(guò)：如果試圖只通 過(guò)閱讀教科書(shū)而不做習(xí)題的辦法來(lái)學(xué)習(xí)物理化學(xué)， 其效果就如同為了改善體質(zhì)只閱讀一本身體保健的 書(shū)，而不做所建議的體育鍛煉一樣。 諾貝爾獲得者西儂曾說(shuō)：優(yōu)秀的學(xué)生做完一道

8、題后返回去問(wèn)：為什么我做了這么長(zhǎng)時(shí)間？我最后 發(fā)現(xiàn)的通向正確道路的線索是什么？以后再遇到同 類的問(wèn)題怎樣才能盡快的解出？這樣就學(xué)會(huì)了解題 的方法。因此，很多東西是通過(guò)解題之后才學(xué)到 的。 第二章 熱力學(xué)第一定律 2.1 熱力學(xué)概論 一、熱力學(xué)的基本內(nèi)容二、熱力學(xué)方法特點(diǎn)和局限性 一、熱力學(xué)的基本內(nèi)容 熱力學(xué)是研究熱和其它形式能量之間的轉(zhuǎn) 換關(guān)系的科學(xué)。 熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是熱力學(xué) 的主要基礎(chǔ)，是物理化學(xué)中最基本的定律。二十 世紀(jì)初又建立了熱力學(xué)第三定律和熱力學(xué)第零定 律 。 “熱質(zhì)論” 、“熱動(dòng)論” 確立熱動(dòng)論的關(guān) 鍵，是要以確鑿無(wú)誤的測(cè)量定出熱功當(dāng)量來(lái)， 這也是確立能量守恒定律的

9、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。 經(jīng)典熱力學(xué) classical thermodynamics 唯象熱力學(xué) phenomenological thermodynamics 焦耳 化學(xué)熱力學(xué)(chemical thermodynamics) 是用熱力學(xué)中的最基本原理來(lái)研究化學(xué)現(xiàn)象 以及和化學(xué)有關(guān)的物理現(xiàn)象的一門(mén)學(xué)科。 主要內(nèi)容： 研究能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律； 研究過(guò)程的方向和限度。由此建立相平衡 和化學(xué)平衡的理論。 熱力學(xué)是解決實(shí)際問(wèn)題的一種非常有效的重要工具。大量的事實(shí)都說(shuō)明了熱力學(xué)在解決實(shí)際問(wèn)題中的重要性。如人工模擬固氮，石墨向金剛石的轉(zhuǎn)化等。二、熱力學(xué)方法的特點(diǎn)和局限性 熱力學(xué)以大量分子的集合體作為研究對(duì)象， 以實(shí)驗(yàn)歸

10、納出來(lái)的幾個(gè)定律為基礎(chǔ)，討論的是平 衡系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)。 從熱力學(xué)所得到的規(guī)律對(duì)于大量分子組成的 系統(tǒng)具有高度的可靠性和普遍性。 熱力學(xué)方法的特點(diǎn)是不考慮物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) 和反應(yīng)進(jìn)行的機(jī)理。 熱力學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)是其結(jié)論的正確性不受人 們對(duì)于物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的不斷發(fā)展所影響。 局限性：熱力學(xué)只能告訴我們，在某種條 件下，變化的方向和限度；不能告訴我們變化 所需要的時(shí)間，變化發(fā)生的根本原因以及變化 所經(jīng)過(guò)的歷程。只能對(duì)現(xiàn)象之間的聯(lián)系作宏觀 的了解，不能作微觀的說(shuō)明或給出宏觀性質(zhì)的 數(shù)值。 2.2 熱平衡和熱力學(xué)第零定律 溫度的概念 絕熱壁（adiabatic wall）: 界壁不允許熱量以任何方式通過(guò)。

11、 導(dǎo)熱壁( thermally conducting wall)： 界壁可以允許熱量以任何方式通過(guò)。 CABCAB 絕熱壁 導(dǎo)熱壁 熱力學(xué)第零定律:(zeroth law of thermodynamics) 如果兩個(gè)系統(tǒng)分別和處于確定狀態(tài)的第 三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則這兩個(gè)系統(tǒng)彼此也 將處于熱平衡。 系統(tǒng)應(yīng)存在一個(gè)性質(zhì)，作為冷熱程度 的度量，即溫度。溫度可看作系統(tǒng)中微觀 粒子平均平動(dòng)能的量度。 對(duì)于用可傳熱的器壁隔開(kāi)的兩個(gè)系統(tǒng)，如 不發(fā)生因冷熱程度不同而引起的熱量傳遞，則 這兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡。2.3 熱力學(xué)的一些基本概念 一、系統(tǒng)與環(huán)境 二、系統(tǒng)的性質(zhì) 三、熱力學(xué)平衡態(tài) 四、狀態(tài)函數(shù) 五、狀

12、態(tài)方程 六、過(guò)程和途徑 七、熱和功 系統(tǒng)：物理化學(xué)中將所研究的對(duì)象（物質(zhì)和空 間）叫做系統(tǒng) （物系或體系） 環(huán)境：在系統(tǒng)以外與系統(tǒng)密切相關(guān)，影響所能 及的物質(zhì)和空間，統(tǒng)稱為環(huán)境。 一、系統(tǒng)和環(huán)境 (system and surroundings) 系統(tǒng)類型： 系統(tǒng)和環(huán)境之間由實(shí)際的或想象的界面分開(kāi)。 隔離系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)和敞開(kāi)系統(tǒng)。 (3) 敞開(kāi)系統(tǒng)(open system )： 既有能量交換，又有物質(zhì)交換。 氣相、液相和固相。 相：系統(tǒng)中具有完全相同的物理性質(zhì)和化學(xué)組成 的均勻部分。 單相系統(tǒng) (均相系統(tǒng)) (homogeneous system) 和多相系統(tǒng) (非均相系統(tǒng)) (heterog

13、eneous system) (2) 封閉系統(tǒng) ( closed system )： 只有能量交換，沒(méi)有物質(zhì)交換。 (1) 隔離系統(tǒng) ( 孤立系統(tǒng), isolated system )： 既無(wú)能量交換，又無(wú)物質(zhì)交換 。 容器中進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)： Zn + 2HCl (aq) H2 (g) + ZnCl2 (aq) 這是什么系統(tǒng)？界面在什么位置？T, p 答：如果將該反應(yīng)所涉及到的所有物質(zhì)都 包含在系統(tǒng)中，則該系統(tǒng)為封閉系統(tǒng)，反應(yīng)過(guò) 程中不斷產(chǎn)生的氫氣就應(yīng)始終包含在界面內(nèi)， 所以界面的位置應(yīng)不斷地變化，界面應(yīng)不斷擴(kuò) 大。 如果所設(shè)想的界面停留在容器中液體的表 面不動(dòng)，則在恒溫、恒壓下氫氣必將穿過(guò)

14、此界 面而逸出，這時(shí)的反應(yīng)系統(tǒng)則為敞開(kāi)系統(tǒng)。 二、系統(tǒng)的性質(zhì) 1. 廣度性質(zhì) (extensive properties) 將一均相系統(tǒng)人為地劃分為若干部分，對(duì)各 部分來(lái)說(shuō)，如某性質(zhì)與其中所含物質(zhì)的數(shù)量成正 比，則為廣度性質(zhì) (容量性質(zhì), capacity property) 此種性質(zhì)有加和性：系統(tǒng)的某廣度性質(zhì)是系 統(tǒng)中各部分該種性質(zhì)的總和。在數(shù)學(xué)上為一次齊 函數(shù)。 如：體積，質(zhì)量，內(nèi)能、焓、熵等 L = L( T, p, n1, n2, , nr ) L( T, p,n1,n2, ,nr ) =L( T, p, n1, n2, , nr ) 熱力學(xué)變量 (thermodynamic vari

15、able) 2. 強(qiáng)度性質(zhì) (intensive properties) 將一均相系統(tǒng)人為地劃分為若干部分，對(duì) 各部分來(lái)說(shuō)，若某性質(zhì)仍保持系統(tǒng)原來(lái)的數(shù)值， 這一性質(zhì)稱為強(qiáng)度性質(zhì)。 此種性質(zhì)不具有加和性，與系統(tǒng)的數(shù)量無(wú)關(guān)。 在數(shù)學(xué)上為零次齊函數(shù)。 系統(tǒng)的某種廣度性質(zhì)除以總質(zhì)量或物質(zhì)的量 （或者把系統(tǒng)的兩種廣度性質(zhì)相除）之后就成為 強(qiáng)度性質(zhì)。 摩爾性質(zhì)：摩爾體積、摩爾焓、摩爾內(nèi)能等 比體積 (體積除以質(zhì)量)、密度 (質(zhì)量除以體積) 溫度、壓力、密度、粘度 l = l ( T, p, n1, n2, , nr ) l ( T, p, n1, n2, , nr ) = l ( T, p, n1, n2

16、, , nr ) 根據(jù)道爾頓分壓定律p = pB， 可見(jiàn)壓 力具有加和性，應(yīng)屬于廣度性質(zhì)。 判斷題 錯(cuò)三、熱力學(xué)平衡態(tài) 系統(tǒng)所處的狀態(tài)由系統(tǒng)的性質(zhì)決定。狀態(tài)就 是系統(tǒng)一切性質(zhì)的總和。當(dāng)系統(tǒng)的所有性質(zhì)都一 定時(shí), 系統(tǒng)的狀態(tài)就一定; 而任何一個(gè)性質(zhì)發(fā)生變 化， 狀態(tài)就發(fā)生變化。狀態(tài)有平衡態(tài)和非平衡態(tài) 之分。 如果不改變環(huán)境的條件，系統(tǒng)的諸性質(zhì)不 隨時(shí)間而改變，則系統(tǒng)處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)。若系統(tǒng)的性質(zhì)隨時(shí)間而改變，則處于非平衡態(tài)。 1. 熱力學(xué)平衡態(tài) (thermodynamical equilibrium state) 平衡態(tài)的條件: (1) 熱動(dòng)平衡 (thermal equilibrium)：

17、 系統(tǒng)各部分溫度相等。 (2) 力學(xué)平衡 (mechanical equilibrium)： 系統(tǒng)各部分之間，沒(méi)有不平衡的力存在。 (3) 相平衡 (phase equilibrium)： 在相間沒(méi)有物質(zhì)的凈轉(zhuǎn)移。 (4) 化學(xué)平衡(chemical equilibrium)： 有化學(xué)反應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)組成不隨時(shí)間改變。 狀態(tài)函數(shù)的基本特征： 狀態(tài)一定，狀態(tài)函數(shù)一定； 如果狀態(tài)發(fā)生變化，則狀態(tài)函數(shù)的變化僅僅決 定于初態(tài)和終態(tài)，與所經(jīng)歷的具體途徑無(wú)關(guān)； 狀態(tài)函數(shù)的無(wú)限小變化是全微分dZ。當(dāng)系統(tǒng) 從初態(tài)到終態(tài)，狀態(tài)函數(shù)的變化Z可用下式表達(dá)： 如果經(jīng)歷循環(huán)，狀態(tài)復(fù)原， ，狀態(tài) 函數(shù)沒(méi)有發(fā)生變化。 由狀態(tài)（

18、平衡態(tài)）單值決定的那些性質(zhì)， 統(tǒng)稱為狀態(tài)函數(shù)。 四、狀態(tài)函數(shù) (state function) 如果有一個(gè)變量，只決定于系統(tǒng)的初終狀態(tài)， 而與所經(jīng)歷的具體過(guò)程無(wú)關(guān)，那么它一定對(duì)應(yīng)著 一個(gè)狀態(tài)函數(shù)的變化。 如果能證明某函數(shù)的無(wú)限小變化是全微分， 則此函數(shù)必定是狀態(tài)函數(shù)。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于一個(gè)均相系統(tǒng)，如果不考慮 除壓力以外的其它廣義力，為了確定平衡態(tài)，除 了系統(tǒng)中每一種物質(zhì)的數(shù)量外，還需確定兩個(gè)獨(dú) 立的狀態(tài)函數(shù)。有關(guān)狀態(tài)函數(shù)的基本假定 根據(jù)上述假定，對(duì)于一定量的單組分均相系統(tǒng)， 經(jīng)驗(yàn)證明，狀態(tài)函數(shù)T、p、V之間有一定關(guān)系： T = f (p, V) (2.1)在T、p、V三個(gè)變量間，只有兩個(gè)是獨(dú)立

19、的 。 狀態(tài)方程：聯(lián)系各狀態(tài)函數(shù)的數(shù)學(xué)方程。 理想氣體的狀態(tài)方程：pV = nRT 范德華狀態(tài)方程： 五、狀態(tài)方程 (equation of state, EOS)( VDW EOS )對(duì)于多組分均相系統(tǒng)： T = f ( p, V, n1, n2, ) (2.2)對(duì)于多相系統(tǒng)，每一相都有自己的狀態(tài)方程。 pVT圖1. 理想氣體的pVT曲面 圖2. 實(shí)際流體的pVT曲面 CpVT等溫線、 等壓線、 等容線 六、過(guò)程和途徑 (process and path) 在一定環(huán)境條件下，系統(tǒng)發(fā)生由始態(tài)到終態(tài) 的變化，稱之為系統(tǒng)發(fā)生了一個(gè)熱力學(xué)過(guò)程，簡(jiǎn) 稱為過(guò)程。p, V, T變化過(guò)程、相變化過(guò)程和化學(xué)變

20、化過(guò)程。 (1) 等溫過(guò)程 (isothermal process) 系統(tǒng)在變化過(guò)程中以及始態(tài)和終態(tài)的溫度 不變，且等于環(huán)境的溫度。(2) 等壓過(guò)程 (isobaric process) 系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)壓力以及在變化過(guò)程中 系統(tǒng)在任何時(shí)刻對(duì)抗環(huán)境的壓力都相等。 如果等壓過(guò)程中系統(tǒng)的壓力也維持不變，恒壓過(guò)程。(3) 等容過(guò)程 (isochoric process) 系統(tǒng)在變化過(guò)程中保持體積不變。 在剛性容器中發(fā)生的變化 (4) 絕熱過(guò)程 (adiabatic process ) 系統(tǒng)在變化過(guò)程中與環(huán)境間沒(méi)有熱的交換。 (5) 環(huán)狀過(guò)程 (循環(huán)過(guò)程，cyclic process) 系統(tǒng)從始態(tài)出發(fā)

21、，經(jīng)過(guò)一系列變化后又回 到了原來(lái)的狀態(tài)。 狀態(tài)函數(shù)的變量為零 途徑（path）： 系統(tǒng)由始態(tài)到終態(tài)的變化可以經(jīng)由一個(gè)或 多個(gè)不同的步驟來(lái)完成，這種具體的步驟稱為 途徑。熱：由于溫度不同，而在系統(tǒng)和環(huán)境間交換 或傳遞的能量。Q七、熱和功 ( heat and work )功：除熱以外，以其他各種形式在系統(tǒng)和環(huán)境 間傳遞的能量叫做功。W 熱和功都不是狀態(tài)函數(shù)，其數(shù)值與變化所采取的途徑有關(guān)。是過(guò)程量。 單位：焦耳 ( J ) 系統(tǒng)吸熱，Q 0；系統(tǒng)放熱，Q 0, 系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作功為負(fù), W0。表2.1 幾種功的表示形式 功的種類 強(qiáng)度因素 廣度因素的改變 功的表示式 機(jī)械功 F dl Fdl 電功 E dQ EdQ 反抗地心引力的功 mg dh mgdh 膨脹功 pe dV pedV 表面功 dA dA 環(huán)境的壓力，即外壓。 通常系統(tǒng)抵抗外力所作的功可以表示為： 表示微小 的變化 膨脹功 非膨脹功 pe 0, We p, dV 0, 壓縮, 環(huán)境對(duì)系統(tǒng)作功 練習(xí)題 1. 如圖，在絕熱盛水容器中，浸有電阻絲， 通以電流一段時(shí)間，如以電阻絲為系統(tǒng)，則上