热力学基本公式的导出关系概念图新.doc

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助学体系材料之五

运用概念图制作技术，掌握热力学函数关系

学院化学化工系 启伟

材料简介：运用概念图制作技术，构建了热力学函数关系概念图，包括了：四个热力学根本公式的导出关系概念图，八个派生公式及四个麦克斯韦(Maxwell)关系式，便于记忆。

一、热力学根本公式的导出关系概念图：

图2从热力学第一定律开场，根据各热力学函数的定义式，依次建立四个热力学根本公式的导出关系概念图(见图)。

图2

图1

图1

图4图3

图4

图3

热力学根本方程的适用条件：于封闭的热力学平衡系统所进展的一切可逆过程。说的更详细些，它们不仅适用于一定量的单相纯物质，或组成恒定的多组分系统发生单纯p, V, T变化的过程。也可适用于相平衡或化学平衡的系统，由一平衡状态变为另一平衡态的过程。

二、导出派生公式的二种方法

根据上面的四个热力学根本公式，每个热力学根本公式可派生出二个派生公式，共8个派生公式。分别可以按二种方法得到派生公式，见图。

全微分

全微分

比照

dU =TdS－pdV ……〔1〕

函数关系为：U=f (S，V)

dU = (?U/?S)V dS + (?U/?V)S dV

(?U/?S)V = T

(?U/?V)S=－p

等熵

等容

(?U/?V)S=－p

(?U/?S)V = T

图1 热力学根本公式(1)的

二种派生方法及派生公式

全微分

全微分

比照

dH = TdS + V dp ……〔2〕

函数关系为：H=f (S，p)

dH = (?H/?S)p dS + (?H/?p)S dp dS + (?U/?V)S dV

(?H/?S)p = T

(?H/?p)S =V

等熵

等压

(?H/?p)S =V

(?H/?S)p = T

图2 热力学根本公式(2)的

二种派生方法及派生公式

比照

比照

全微分

dA =－SdT－pdV ……〔3〕