当前课程知识点：高等化工热力学（上） > 1. 热力学四大基本假设 > 热力学第一基本假设 > Video

返回《高等化工热力学（上）》慕课在线视频课程列表

Video在线视频

Video

下一节:Video

返回《高等化工热力学（上）》慕课在线视频列表

Video课程教案、知识点、字幕

下面我们给出

热力学第一基本假设

对于给定内部约束条件的

封闭简单系统

其热力学稳定平衡态

能够完全由两个独立变量性质

加上系统内所有组分的

物质质量来完全描述

如果我们以n来表示

系统物质的组分数

那么完全描述

该简单封闭系统的

总变量数为n+2

其数学形式可以表示为

系统的热力学性质Y

是两个独立变量X1和X2

加上n个组分的

物质的质量或者摩尔数的函数

这里需要强调的是

所描述的系统必须是封闭简单

而且是在给定的

内部约束条件下的

所描述的性质Y

必须是稳定的平衡态

所采用的变量必须是独立变量

也就是说

X1 X2和N_i必须彼此无关

这些条件缺一不可

1898年法国物理学家和数学家

Duhem首次提出了该假设

因此该假设

又被称之为Duhem理论

下面我们通过一个具体的案例

来描述一下热力学第一基本假设

注意我用的是描述

我没说是证明

因为假设是不能够证明的

比如说

存在如图所示的一个封闭容器

里面装有纯液体及其蒸汽

请问

确定该系统的独立变量有哪些

这是一个封闭的

存在着汽液相平衡的简单系统

没有任何限制传质

传热的内部约束条件

因此它满足热力学

第一基本假设的条件

因此总的独立变量数应为3

那么是那三个呢

首先第一基本假设中

要求了系统的物质的量

由于容器里面

装有纯液体及其蒸汽

因此无论是物质处于液态

还是汽态

两者的加合总摩尔数

或者总质量是保持不变的

因此

我们可以调控的独立变量是N

关键在于

如何确定另外两个独立变量

我们可以选择

系统的体积和系统的温度

来作为独立变量

显然两者是相互独立互不影响的

一旦系统的N V T确定了

理论上说

我们可以完全确定这个系统

即相同的温度

相同的总体积

相同的总物质量

纯物质的液相和汽相的各个性质

是完全可以确定的

无论是谁做这个实验

只要保证这三个条件的一致

我们的结论就是一致的

这样就涉及了另一个重要的问题

对于该系统

我们是否可以选择

其它的变量作为独立变量

比如说我们选择

系统的压力和温度作为独立变量

答案是不可以的

现在所确定的这个简单系统中

压力P和温度T是有关系的

因为在该封闭系统中

存在着汽液相平衡

我们知道

在描述汽液相平衡中

存在着一个著名的方程

克劳修斯-克拉伯龙方程

在这个方程中

压力和温度存在关联

因此两者不是独立变量

高等化工热力学（上）课程列表：

前言

-前言1-本MOOC课程简介

-前言2-课程内容

-前言3-热力学所解决的问题

-前言4-热力学问题研究方法

-前言5-假设的研究方法

-前言6-课程目标、教材和致谢

-A. 热力学历史

1. 热力学四大基本假设

-本章内容概述

-系统、环境与边界

-测量

-系统的状态

-热力学第一基本假设

-热力学第二基本假设

-热力学过程

-符号与单位

-功

-绝热功

-热力学第三基本假设与能量

-热

-热力学第四基本假设与总结

-Homework 1--作业

2.热力学第一定律

-理想气体及其基本性质

-封闭系统热力学第一定律

-封闭系统热力学第一定律应用案例

-开放系统热力学第一定律

-开放系统热力学第一定律案例分析

-2.热力学第一定律--Homework 2

3.热力学第二定律

-本章内容概述

-热力学第二定律的引出——第三基本假设

-热机和兰金热机

-可逆性

-可逆热机和热力学温度

-克劳修斯定理

-熵

-热力学基本关系式

-流动系统的可逆功

-热力学第二定律

-小结

-Homework3

-Homework3--作业

4.热力学计算

-本章内容概述

-吉布斯坐标下的热力学基本关系式

-热力学基本关系式的图形表示

-欧拉定理

-热力学基本关系式的积分形式

-题外话

-勒让德变换

-任意坐标下的热力学基本关系式

-吉布斯自由能的二阶偏导

-获取不可测量性质

-非简单系统热力学基本关系式

5.平衡

-平衡态的定义

-极值定理

-平衡态-熵表达式

-平衡态-能量表达式

-平衡态-其余表达式

-膜分离平衡

6.稳定

-本章内容概述

-系统的亚稳态

-系统稳定性的数学表达形式

-系统的稳定性判据

-系统稳定性判据的应用

-系统的临界点

-平衡/稳定/临界状态的实际应用

-化学反应平衡的实际应用

-相平衡的实际应用

-伴有反应相平衡的实际应用

-小结

《高等化工热力学（上）》期末考试

-考题

-考题--作业

Video笔记与讨论

也许你还感兴趣的课程:

© 柠檬大学-慕课导航课程版权归原始院校所有，
本网站仅通过互联网进行慕课课程索引，不提供在线课程学习和视频，请同学们点击报名到课程提供网站进行学习。