热力学第一定律 一、基本概念 1、体系和环境 （1）、体系和环境 体系：作为研究对象的物质及其所在的空间称为体系； 环境：体系以外且与体系密切相关的物质及其所在空间称为环境； 界面：体系和环境之间存在有界面，界面可以是容器的器壁，也可以是假想的界面，本质上，界面是认为设想的几何面，其中不包含物质，不具备物理和化学性质。 （2）、体系的分类 体系和环境之间可以有物质和能量的交换，依据此，可将体系分为敞开体系、封闭体系、隔离体系。 ①、敞开体系：体系与环境之间既有能量交换又有物质交换；②、封闭体系：体系与环境之间只有能量交换而无物质交换；③、隔离体系：体系与环境之间既无能量交换也无物质交换。2、状态和状态函数 （1）、状态和状态函数的定义 状态：状态是指体系所有性质的总体表现； 状态函数：体系的热力学性质称为状态函数。 （2）、状态函数的性质： ①、体系的状态一定，状态函数就有定值。②、状态函数的变化值只取决于始、末状态，与变化的经历无关。③、状态函数的微分为全微分。（3）、状态函数的分类。 ①、广度性质：体系的广度量与物质的数量成正比，如 V，U 等，它具有加和性②、强度性质：体系的强度量与物质的数量无关，如 T，p等，它不具有加和性。（4）、热力学平衡态 一定条件下，体系中各个相的宏观性质不随时间变化，将体系与环境隔离体系的性质仍不改变的状态。热力学平衡态应满足如下条件： ①、热平衡：体系中的各个部分温度相等，即体系内部处于热平衡，有单一的温度；②、力学平衡：体系内部处于力平衡，有单一的压力；③、相平衡：体系内部各相之间的分布达到平衡，宏观上没有任何一种物质从一个相转移到另一个相； ④、化学平衡：体系内部处于化学平衡，宏观上表现为体系的组成不随时间变化。（5）、状态函数的数学性质 若状态函数 可表示为，则 ①、单值性：环形积分等于零，②、尤拉关系成立：，或可写作全微分性质： ③、归一化关系④、复合函数的偏微分设，则 ⑤、偏微商的分离⑥、完全微分设，则有。 3、过程与途径 在一定环境条件下，体系发生由始态到终态的变化，则称体系发生了一个热力学过程，通常可分为变化过程、相变过程和化学变化过程等。 （1）、 变化过程 ①、等温过程：体系始态与终态温度相同，且变化过程中温度始终等于环境温度、等于常数，即； ②、等压过程：体系始态与终态压力相同，且变化过程中压力始终等于环境压力、等于常数...
