系统与环境

物理化学研究的系统是理想气体、有相变化的的物理过程、化学反应。

• 系统：研究对象；
• 环境：与系统密切相关的对象。

系统的分类

• 敞开系统：能量交换 + 物质交换；
• 封闭系统：只有能量交换；物理化学中默认的系统类型；
• 孤立系统：没有物质和能量交换（理想状态下的杜瓦罐，即真空罐）。
  • 现实中的爆炸，因为发生的时间极其短，来不及发生物质和能量交换，因此可以近似被看作孤立系统。

状态

• 状态
• 状态函数：描述自身性质的宏观物理量；
  • 状态函数是状态的单一函数（一个x对应一个y）
  • 状态函数变化值只与系统始态和终态有关。
  • 状态函数的微小变化是全微分。
  • 不通状态函数的组合（和、差、积、商）也是状态函数。
  • 种类：
    • 广度性质：与n有关，如V、m；有加和性。
    • 强度性质：与n无关，如T、P；没有加和性。
• 状态方程：系统状态确定时，各状态函数间的定量关系。
  • 对于纯物质单相封闭系统，一般可以用n、P、T来确定其状态。
  • 对于n种物质的均相封闭系统，则指定T、P和各物质的量即可。

热和功

• 热：系统吸热Q>0；
• 功：系统对环境作功，W<0；
  • 化学热力学中，分为体积功$W$和非体积功$W'$。