1、1,第二章均匀物质的热力学性质,2,2.1 内能、焓、自由能、吉布斯函数 及其全微分,一. 自由能,引入态函数自由能：,则有,1. 等温下的过程可逆A B，有,3,所以,若等温下的过程A B 不可逆，则,或,4,2. 最大功原理： 系统自由能的减少，是在等温过程中从系统所能获得的最大功。,3. 若系统只有体积变化功，则在等温等容过程中，系统的自由能永不增加。可逆过程自由能不变，不可逆过程自由能减小，当自由能减小到最小值时，等温等容系统达到平衡态。,5,二.吉布斯函数,1. 对于等温等压条件，有,引入吉布斯函数,则有,6,三. 状态函数的全微分,7,四. 麦克斯韦关系式,（1）四个基本方程的记忆
2、,规律: 特性函数两侧是其独立变量,其前面的系数为独立变量直线所指的参数(前面符号:正方向为正,反方向为负).,8,T,S,V,p,H,U,F,G,(2) 八个偏导数的记忆,规律:特性函数对某个独立变量的偏导数(此时另一独立变量固定不变,做下标)等于该独立变量直线所指的参数(正方向为正,反方向为负).,9,(3)麦氏关系记忆,规律:相邻3个变量为一组,按顺序(顺、逆时针都可以）开始第一变量放在分子,中间变量作分母,末尾量放在括号外作下标,构成一偏导数.则此偏导数等于第4个变量按相反方向与相邻的另两个量构成的偏导数(符号:第4个变量与第1个相同为正,方向相反为负).,10,都有箭头或都没有箭头时
3、为正一有一无时为负,11,12,2.2 麦式关系的简单运用,一. 能态方程，选T,V为参量,13,比较得：,- 温度不变时内能随体积的变化率与物态方程的关系。,例一. 理想气体 PV=nRT.,能态方程：,14,例二. 对于范氏气体,得：,15,二. 求,理想气体:,16,三. 已知 ，求 .,17,18,四. 运用 雅可比行列式 进行导数变换,19,20,例：证明,证明：,21,2.3 基本热力学函数的确定,选T,V为参变量 物态方程为： p=p(T,V),1. 内能的表达式,22,选T,V为参变量，物态方程为 p=p(T,V),2.熵的表达式,23,二. 选T,p为状态参量，物态方程为V=V(T,p),24,25,例 以T,V为参量，求1mol理想气体的内能、熵和吉布斯函数。,解：,26,2.4 特性函数,一.特性函数,马休于1869年证明：在独立变量的适当的选择下，只要知道系统一个热力学函数，对它求偏导就可求得所有的热力学函数，从而完全确定系统的热力学性质。 最重要的特性函数：,27,二、自由能,物态方程,焓,吉布斯,熵,内能,根据,28,三. 吉布斯函数,物态方程,焓,自由能,熵,内能,根据,
