Video在线视频

同学你好

今天我们讲热力学第零定律

热力学是物理化学的重要分支

它的发展可以追溯到古希腊时期

经过漫长的时间

那么人们逐渐总结出四规律

第一个就是热力学第零定律

它主要解决的是温度的概念

之后是热力学第一定律

解决能量转化过程中的这个守恒问题

热力学第二定律

解决化学反应的方向和限度问题

热力学第三定律

解决低温下物质的运动状态

也就是规定熵的问题

实际上热力学第一定律和第二定律

在19世纪就已经基本完成

那么热力学第零定律是在后来才发展起来的

在原则上它应该处于第一定律和第二定律之前

所以后命名为热力学第零定律

热力学定律主要是经验定律

是建立在大量事实的基础上的

所以从经验定律出发

我们通过严格的演绎的方法

可以得出来一般性的结论

这个结论也具有普遍的适用性

所以热力学是

在一定的条件下普遍适用的一门科学

它对于指导我们实践非常重要

它的特点主要是大量指点的宏观性质

那么不考虑物质的微观结构

只考虑宏观性质

而且只考虑变化的方向和限度

也就是平衡的问题

不考虑反应的机理和反应速度

那么它只考虑始态和终态

不考虑变化的过程和所经历的途径

这是热力学的特点

正因为热力学具有这样的特点

所以他忽略了复杂的反应机理

和反应速度问题以及微观结构

那么不考虑微观结构

即使现代的科学在微观结构方面有巨大的进步

那也不影响热力学的原理

所以只要条件适用热力学是普遍适用的

热力学对于指导我们实践具有非常重要的意义

在20世纪之前

人们就想从石墨制备金刚石

我们知道铅笔芯儿的成分就是石墨

它非常便宜

那么钻石它的成分就是金刚石

两个价格悬殊的物质都是由最基本的物质

碳组成的

那么石墨是sp2杂化的平面结构

金刚石是SP3杂化的

正四面体结构

如何实现由石墨到金刚石的转变

人们进行了无数的探索

但是都以失败告终

最后通过热力学计算才发现

只有当压力达到常压的15000倍的时候

那么才能从石墨转变成金刚石

现在我们已经实现了从石墨到金刚石的转变

那么这就说明化学热力学

对于我们生产实践非常重要

下面我们介绍热平衡和热力学第零定律

温度的概念

怎么样给温度也定性的概念呢

对于ABC 3个体系

我们把AB 2个体系用绝热壁相隔

同时A和B又同时通过导热壁与系统C相通

那么经过足够的时间

AB就会和系统C达到热平衡

之后我们再把A和B之间换成导热壁

ABC之间换成绝热壁

那么足够时间以后

我们发现A和B没有任何变化

也就是说他们保持了热平衡

那么就说明A和B之间一定有一个共同的性质

这个性质呢就是温度

那么这种现象我们就把它称为热力学第零定律

也就是热平衡定律

热平衡定律

就是如果两个系统分别和确定状态的

第三个系统达到热平衡

这两个系统也将分别处于热平衡

热力学第零定律

不仅给出了我们温度的定义

也给出了比较温度的方法

温度的定义就是处于热平衡状态的这两个系统

那么它一定有一个共同的物理性质

这个共同的物理性质

我们就把它称为温度

比较温度

我们就用第三个系统作为比较

这也就是我们现在所用的温度计

采用统一的基准

把不同的物质和温度计的温度进行比较

我们就会得出确定的温度

好这一节就讲到这里