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物理化学课件00章_绪论

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物理化学电子教案绪论(1).ppt

物理化学电子教案绪论(1).ppt

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2020/11/23
0.4 物理化学学科的战略地位
(1)物理化学是化学科学的理论基础及重要组成学科 (2)物理化学与其它学科相结合极大地扩充了化学研
究的领域 (3)物理化学与国计民生密切相关
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2020/11/23
0.5 物理化学课程的学习方法
---自然科学学科发展战略调研报告---
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2020/11/23
0.2 物理化学的研究内容和方法
研究内容： (1) 化学变化的方向、限度 (2) 化学反应的速率和机理问题 (3) 物质的性质与其结构之间的关系问题
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2020/11/23
0.2 物理化学的研究内容和方法
2020/11/23
0.2 物理化学的研究方法
•统计力学方法：
用概率规律计算出体系内部大量质点微观运动的 平均结果，从而解释宏观现象并能计算一些热力学的 宏观性质。 •量子力学方法：
用量子力学的基本方程（E.Schrodinger方程）求 解组成体系的微观粒子之间的相互作用及其规律，从 而指示物性与结构之间的关系。
研究方法： a.热力学方法 以众多质点组成的宏观体系作为研究对象，以两 个经典热力学定律为基础，用一系列热力学函数 及其变量，描述体系从始态到终态的宏观变化， 而不涉及变化的细节。经典热力学方法只适用于 平衡体系。
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2020/11/23
0.2 物理化学的研究内容和方法
2020/11/23
0.1 物理化学的定义
物理化学是从物质的化学现象和物理现象之间 的相互联系入手来探求化学变化及相关的物理 变化基本规律的一门学科

物理化学上册绪论课件PPT

物理化学上册绪论课件PPT
pV 100 103 24.78 103 1 1 R J mol K nT 1 300 1 1 8.3145J mol K
20
【例】
求2mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，体积为 0.0448 m3时的温度（R=8.3145 J· mol-1· K-1）。 解：
6
绪 言
物理化学的建立与发展
1887年德国科学家奥斯特瓦尔德和荷兰科学家范特霍 夫合办的《物理化学杂志》（德文）创刊。
俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学”这一术语。
7
物理现象
化学现象
物理化学
应用物理学的实验方法
物质的性质和结构的关系 化学反应过程中的普遍性规律
8
物理化学课程的基本内容
在通常温度和压力下，将一定量的氢气和氧气按照
pV 2 RT

pV 2 8.3145J K 1 T


101.325 103 0.0448 T K 2 8.3145 T 273 K
22
第1章 化学热力学基础
1.0 化学热力学理论的基础和方法
热力学第一定律（能量守恒）
热力学第二定律（物质变化过程的方向与限度）
热力学第一定律和第二定律都是经验规律。
热力学第三定律（化学平衡计算）
23
1.0 化学热力学理论的基础和方法
pV nRT

3
101.325 103 0.0448 2 8.3145 T 101.325 10 0.0448 2 RT / K

101.325 103 0.0448 2 8.3145 T / K


21
求2mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，体积为 0.0448 m3时的温度（R=8.3145 J· mol-1· K-1）。 解：

《物理化学概论》PPT课件

《物理化学概论》PPT课件


0.3 物理化学的建立与发展
十八世纪开始萌芽：从燃素说到能量守恒与转化
定律。俄国科学家罗蒙诺
索夫最早使用“物理化学
”这
一术语。
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2020/11/7
0.3 物理化学的建立与发展
十九世纪中叶形成：1887年俄国科学家W.Ostwald （1853～1932）和荷兰科学家 J.H.van’t Hoff （1852～1911） 合办了第一本“物理化学杂志” （德文）。
2020/11/7
化学学科的发展趋势
(5)从研究平衡态到研究非平衡态 经典热力 学只研究平衡态和封闭体系或孤立体系，然 而对处于非平衡态的开放体系的研究更具有 实际意义，自1960年以来，逐渐形成了非平 衡态热力学这个学科分支。
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2020/11/7
0.5 物理化学课程的学习方法
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0.1 物理化学的目的和内容
物理化学 从研究化学现象和物理现象之间 的相互联系入手，从而探求化学变化中具有普 遍性的基本规律。在实验方法上主要采用物理 学中的方法。
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2020/11/7
0.1 物理化学的目的和内容

物理化学课件-绪论

物理化学课件-绪论

§0.1 物理化學的建立與發展
1887年德國科學家W.Ostwald和荷蘭科學家J.H. van’t Hoff 合辦的《物理化學雜誌》 (德文）創刊。
W. Ostwald (1853－1932)
J. H. van’t Hoff (1852－1911)
§0.1 物理化學的建立與發展
20世紀前期迅速發展 新測試手段和
生物
天文
醫學
§0.1 物理化學的建立與發展
(6) 從平衡態的研究到非平衡態的研究 平衡態熱力學只研究平衡態和可逆過程的 系統，主要研究封閉系統或孤立系統。 對處於非平衡態的敞開系統的研究更具有 實際意義。自1960年以來，逐漸形成了非平衡 態熱力學這個學科分支。
Prigogine對非平衡態熱力學有突出貢獻，這個 學科分支成為當前理論化學的研究前沿之一。
反應速率的影響。這屬於化學動力學的範疇。 （3）物質結構與性能之間的關係
研究這類問題有結構化學和量子化學兩個分支
§0.3 物理化學的研究方法
採用歸納法和演繹法這一對邏輯方法。
按照“實踐―認識―再實踐―再認識”的形 式，往復迴圈以至無窮。
常用的研究方法有： 實驗的方法、歸納和演繹的方法、模型化 方法、理想化方法、假設的方法、數學的 統計處理方法等等。
§0.1 物理化學的建立與發展
(1) 從宏觀到微觀
只有深入到微觀，研究分子、原子層次的運動規
律，才能掌握化學變化的本質和結構與物性的關係。
宏觀 (看得見的物體)
介觀 (納米材料)
微觀 (原子、分子)
納米
粒子 膜 絲 管
§0.1 物理化學的建立與發展
(2) 從體相到表相 在多相系統中，化學反應總是在表相上進行。 隨著測試手段的進步，瞭解表相反應的實際過程， 推動表面化學和多相催化的發展。

物理化学课件

物理化学课件
意义
热力学第一定律在物理学和化学 领域中具有重要地位，它为解释 许多自然现象提供了基础。
热力学第二定律
内容
热力学第二定律指出，热量总是从高 温物体传导到低温物体，而不能反过 来。也就是说，热量传递的方向总是 从高到低，不能反过来。
意义
热力学第二定律表明了自然界的某种 方向性，它限制了某些自然过程的进 行方式。
VS
详细描述
光化学第一定律指出，在一定温度和压力 下，光化学反应的速率与辐射能量成正比 。这个定律对于研究光化学过程和设计光 化学设备具有重要意义。
光化学第二定律
总结词
光化学第二定律是描述光化学过程中辐射能 量与化学反应途径关系的物理化学定律。
详细描述
光化学第二定律指出，在一定温度和压力下 ，一个光化学反应的速率与反应途径中各个 步骤的辐射能量差成正比。这个定律对于研 究光化学反应机理和设计光化学合成路线具 有重要意义。
化学平衡
内容
化学平衡是指化学反应中反应物和生成物之间的平衡状态。在一定条件下，反 应物和生成物之间的浓度不再发生变化，达到动态平衡。
意义
化学平衡是化学反应中一个重要的概念，它帮助我们了解反应进行的程度和方 向。
化学反应速率
内容
化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物产生的速率。通常用单位浓度 的变化量表示。
复杂系统与跨尺度研究
总结词
跨学科、多尺度研究
详细描述
物理化学在复杂系统和跨尺度研究方面具有独特的优势 。复杂系统研究涉及多个相互作用因素，需要综合运用 物理、化学和生物等学科的知识来理解和预测系统的行 为。跨尺度研究则要求科学家从原子、分子到纳米、宏 观等不同尺度上理解和控制化学过程，物理化学为解决 这些问题提供了有效的方法和工具。

物理化学第四版课件

物理化学第四版课件
溶液常常作为化学反应的介质， 可以影响化学反应速率和反应机
理。
物质分离与提纯
利用溶液的依数性可以进行物质 的分离与提纯，例如渗透压法、
蒸馏法等。
相平衡的应用
相平衡在化工、制药、材料等领 域有广泛的应用，例如通过相图 可以了解药物在不同温度和压力 下的稳定性，指导药物制备和储
存。
05
化学平衡与化学分析
物理化学的研究内容与学习方法
研究内容
物理化学包括化学热力学、化学动力学、表面与胶体化学、量子与统计力学等 分支，涉及物质性质、反应机制和调控手段等方面。
学习方法
学习物理化学需要掌握基本概念和原理，注重实验技能的培养，善于运用数学 工具进行计算和分析，同时要关注学科前沿动态，培养创新思维和解决问题的 能力。
化学分析中的误差与数据处理
误差的分类
系统误差、偶然误差和过失误差。
误差的表示方法
绝对误差和相对误差。
数据处理方法
有效数字的修约、平均值的计算、标准偏差 和变异系数的计算等。
提高分析准确度的方法
选择合适的分析方法、减小测量误差、消除 干扰因素等。
06
电化学基础与应用
电化学基本概念与电池反应
电极电位与电池电动势
电极电位是电极与溶液界面上电荷分布的结果，而电池电动势是 电池反应的驱动力。
电池反应与热力学
电池反应是氧化还原反应，其热力学可由吉布斯自由能变化来描述 。
电池分类
根据电极材料和电解质类型，电池可分为多种类型，如干电池、铅 酸蓄电池、锂离子电池等。
原电池与电解池的设计与应用
原电池设计
原电池是将化学能转化为 电能的装置，其设计需要 考虑电极材料、电解质、 电流密度等因素。

00绪论

00绪论

别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事实概 括到一般， 再从一般推理到个别的思维过程。 如从理想气体状态方程的提出到范德华方程的 建立就是遵循上述方法的。
0.2 物理化学的研究方法
（2）综合应用微观与宏观的研究方法，主要有： 热力学方法、统计力学方法和量子力学方法。
0.2 物理化学的研究方法
•热力学方法： 是宏观的方法，其研究对象是由 众多质点组成的 宏观体系，它以热力学三大定律为基础，用一系列体 系的宏观性质（热力学函数）及其变量描述体系从始 态到终态的宏观变化，而不涉及变化的细节和速率。 经典热力学方法只适用于平衡体系。
0.3
物理化学的建立与发展
十八世纪开始萌芽：从燃素说到能量守恒与转化 定律。俄国科学家罗蒙诺 索夫最早使用“物理化学”这 一术语。
0.3
物理化学的建立与发展
十九世纪中叶形成：1887年俄国科学家W.Ostwald （1853～1932）和荷兰科学家 J.H.van’t Hoff （1852～1911） 合办了第一本“物理化学杂志” （德文）。
0.5 物理化学课程的学习方法
3)课前预习，课后复习，勤于思考，敢于提问， 不怕争论,培养自学和独立工作的能力。 4）多做习题，通过独立解题，加深对课程内容 的理解，检查对课程的掌握程度，培养自己独 立思考问题和解决问题的能力。 5）重视实验，把实验课看成是提高自己动手 能力和独立工作能力的一个重要环节。
在药学领域：药学科学是研究药物与人体及 致病体相互作用的科学。新药设计、药物合成中 路线选择、工艺条件的签订、反应速率及机理确 定需要人类学和动力学基础；药物剂型的设计与 研制，药物在储存中的稳定性及体内的吸收、分 布、代谢都与物理化学密切相关。
0.1 物理化学的目的和内容

物理化学课件00章_绪论

物理化学课件00章_绪论
在实验方法上主要采用物理学中的方法。
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2020/10/27
dGSdTVdp
vAddA ctkA cnAcB nB
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0.1 物理化学课程的内容
研究内容： (1) 化学变化的方向和限度问题—化学热力学 (2) 化学反应的速率和机理问题—化学动力学 (3) 物质的性质与其结构之间的关系问题
的物理意义。 • 七、胶体化学 • 了解胶体系统的制备、胶体系统的光学性质（丁铎尔效
应）、胶体系统的动力性质 • 掌握溶胶系统的电学性质
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2020/10/27
• 根据工科《物理化学》教学基本要求而制定，具体学时分配如下： • 一. 绪论与气体性质(2学时)）。 • 二. 热力学第一定律(8学时) • 三. 热力学第二定律(8学时) • 四. 多组分系统热力学(4学时) • 五. 化学平衡(4学时) • 六. 相平衡(6学时) • 七. 电化学(6学时) • 八. 表面现象(4学时) • 九. 化学动力学及其应用(4学时) • 十. 胶体化学(2学时)
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2020/10/27
• 作业要求：有较多的作业并且难度较大 • 实验教学部分,单独设课，根据要求不同开设不
同的实验
• 教材和主要参考资料
• 教材：《物理化学（第五版）》，天津大学物 化教研室编写，高等教育出版社
• 参考书：《物理化学（第五版）》，南京大学 物化教研室编写，高等教育出版社
(4)课前自学，课后复习，勤于思考，培养自学和 独立工作的能力。 提倡开展讨论。
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《物理化学C绪论》PPT课件

《物理化学C绪论》PPT课件
1、真实气体的液化和临界参数等基本概念
真实气体在温度↘，压力↗时可以液化，理想气体则不能液化。
饱和蒸气：处于气液平衡时的气体。
饱和蒸气压：在一定温度下，与液体成平衡的饱和蒸气
具有的压力。
相对湿度：大气中水蒸气的压力达到其饱和蒸气压时的
情况，称为相对湿度为100%。
临 临界温度：使气体能够液化所允许的最高温度。Tc或tc
物理化学
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• 第一章 气体的 pVT关系 • 第七章 电化学
• 第二章热力学第一定律 • 第八章量子力学基础
• 第三章热力学第二定律 • 第九章统计热力学初步
• 第四章多组分系统热力学 • 第十章界面现象
• 第五章化学平衡
• 第十一章化学动力学
• 第六章相平衡
• 第十二胶体化学
Tel: 15255514456
• 物理化学是化学中最活跃的学科分支。
h
6
物理化学的学习方法
h
7
物理化学的量和单位
1. 构成
物理量＝数值×单位 2. 几点规则： x包括数值和单位 同量纲时可用＋－＝运算 列表和作图时更要注意单位的书写 lnx,ex中的x是无量纲的纯数
h
8
第一章 气体的 pVT关系 The Properties of Gases
理想气体状态方程 pVm = RT 实质是：（分子间无相互作用时气体的压力）×（1mol气体分子 的自由活动空间）＝RT
范德华方程 （ a , b 是范 德华常数 ）
h
20
范德华方程与临界参数的关系(范德华常数 a , b 的计算）
h
21
第一次作业：4、5、14、15
h
22
§1.4 对应状态原理和普遍化压缩因子图

物理化学(上)-.PPT

物理化学(上)-.PPT

ΔZ = Z2-Z1
如
ΔT = T2 － T1，ΔU=U2-U1
（3）当系统经历一系列状态变化，最后回至原来始态时，状态函数 Z 的数
值应无变化，即 Z 的微变循环积分为零
物理化学（上）- 绪论
（4）若 Z =f(x,y)，则其全微分可表示为
以一定量纯理想气体，V =ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(p,T)为例，则
物理化学（上）- 绪论
光学测量方法等。
学习目的： 学会解决一般化学问题的基本方法； 初步培养科研技能。
物理化学（上）- 绪论
理论体系： 化学热力学、化学动力学、结构量化等三大理论体系。
主要学习内容： 研究物质系统发生的 p 、V、 T 变化，相变化和化学
变化过程的基本原理，主要是平衡规律和速率规律以及与 这些变化规律密切相关的结构及性质。
物理化学（上）- 绪论
3.微观方法与宏观方法的通道 统计热力学方法
统计热力学方法在量子力学方法与热力学方法之间构建一条通道，将 二者有机地联系在一起。
平衡统计热力学是研究宏观系统的平衡性质，但它与热力学的研究不同 ，它是从个别粒子所遵循的运动规律出发，根据事件发生的可几率而导出物 质体系的统计行为，然后再进一步去诠释体系的各种宏观性质乃至各式各样 的物理化学过程。所以统计热力学方法是统计平均的方法，是概率的方法。
物理化学（上）- 绪论
胡瑛，《物理化学》，高等教育出版社，2000。 印永嘉、李大珍编《物理化学（上，下）》（第二版），高等教育出版社，1985。 孙德坤、沈文霞、姚天扬编《物理化学解题指导》，江苏教育出版社，1998。 王文清、高宏成、沈兴海编著《物理化学习题精解（上，下）》，科学出版社， 1999。 范崇正、杭瑚、蒋淮渭编《物理化学--概念辨析，解题方法》，中国科学技术大学 出版社，1999。 霍瑞贞主编《物理化学学习与解题指导》，华南理工大学出版社，2000。 卫永祉、肖顺清，编著《物理化学复习引导》，科学出版社，2000。
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• 闭卷考试
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2020/8/3
绪论
0.1 物理化学课程的内容 物理化学的研究方法
0.2 怎样学好物理化学 0.3 物理量的表示及运算
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2020/8/3
0.1 物理化学课程的内容
物物理理化化学学 从研究化学现象和物理现象之间 的相互联系入手，从而探求化学变化中具有普 遍性的基本规律。 理论性较强
（2）综合应用微观与宏观的研究方法，主要有： 热力学方法、统计力学方法和量子力学方法。
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2020/8/3
0.2 怎样学好物理化学
(1)注意逻辑推理的思维方法，反复体会感性认识 和理性认识的相互关系。
(2)抓住重点，掌握公式的应用条件。理解基础上 加以记忆。 (3)多做习题，学会解题方法。很多东西只有通 过解题才能学到，不会解题，就不可能掌握物理 化学。
在实验方法上主要采用物理学中的方法。
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2020/8/3
dGSdTVdp
vAddA ctkA cnAcB nB
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0.1 物理化学课程的内容
研究内容： (1) 化学变化的方向和限度问题—化学热力学 (2) 化学反应的速率和机理问题—化学动力学 (3) 物质的性质与其结构之间的关系问题
斯吸附等温式及其计算。 • 了解物理吸附与化学吸附的含义和区别。掌握兰缪尔单
分子层吸附模型和吸附等温式。
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2020/8/3
• 六、化学动力学 • 明了化学反应速率、反应速率常数及反应级数的概念。
掌握通过实验建立速率方程的方法。 • 掌握一级和二级反应的速率方程及其应用。 • 理解基元反应及反应分子数的概念。 • 掌握阿仑尼乌斯方程及其应用。明了活化能及指前因子
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2020/8/3
0.1 物理化学课程的内容
目的 物理化学主要是为了解决生产实际 和科学实验中向化学提出的理论问题，揭示 化学变化的本质，更好地驾驭化学，使之为 生产实际服务。
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2020/8/3
物理化学的研究方法
（1）遵循“实践—理论—实践”的认识过程， 分别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事实 概括到一般， 再从一般推理到个别的思维过程。
的物理意义。 • 七、胶体化学 • 了解胶体系统的制备、胶体系统的光学性质（丁铎尔效
应）、胶体系统的动力性质 • 掌握溶胶系统的电学性质
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2020/8/3
• 根据工科《物理化学》教学基本要求而制定，具体学时分配如下： • 一. 绪论与气体性质(2学时)）。 • 二. 热力学第一定律(8学时) • 三. 热力学第二定律(8学时) • 四. 多组分系统热力学(4学时) • 五. 化学平衡(4学时) • 六. 相平衡(6学时) • 七. 电化学(6学时) • 八. 表面现象(4学时) • 九. 化学动力学及其应用(4学时) • 十. 胶体化学(2学时)
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2020/8/3
Hale Waihona Puke 三、化学平衡• 明了标准平衡常数的定义。了解等温方程的推导。掌握 用等温方程来判断化学反应的方向和限度。
• 会用热力学数据计算平衡常数。了解等压方程的推导。 理解温度对标准平衡常数的影响。会用等压方程计算不 同温度下的标准平衡常数。
• 了解压力和惰性气体对化学反应平衡组成的影响。
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2020/8/3
• 五、界面现象 • 理解表面张力和表面吉布斯函数的概念。了解表面相的
吉布斯模型。 • 理解曲面的附加压力概念和拉普拉斯公式。 • 理解开尔文公式及其对介稳状态的解释。 • 了解铺展和铺展系数。了解润湿与接触角的关系和杨氏
方程。 • 了解溶液界面的吸附及表面活性物质的作用。理解吉布
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2020/8/3
• 四、电化学 • 了解电解质溶液的导电机理和法拉第定律。 • 理解表征电解质溶液导电能力的物理量(电导率、
摩尔电导率)。 • 理解电解质活度和离子平均活度系数的概念。
• 掌握原电池电动势与热力学函数的关系。掌握 能斯特方程及其计算。
• 了解各种类型电极的特征和电动势测定的主要 应用。
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2020/8/3
• 二、 溶液和相平衡 • 理解偏摩尔量和化学势的概念。 • 能应用克拉佩龙和克拉佩龙—克劳修斯方程进行有关的
计算。
• 掌握拉乌尔定律和亨利定律以及它们的应用。理解理想 系统(理想液体及理想稀溶液)中各组分化学势的表达式。
• 理解活度的概念。 • 理解相律的推导和意义。 • 掌握单组分系统和二组分系统典型相图的特点和应用。
• 掌握在物质的PVT变化、相变化和化学变化过程中计算热、功和 各种状态函数变值的原理和方法。在将热力学一般关系式应用于 特定系统时，会应用状态方程(主要是理想气体状态方程)和物性 数据(热容、相变热、蒸气压等)。
• 掌握熵增原理和各种平衡判据。明了热力学公式的适用条件。
• 理解热力学基本方程。
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物理化学课件00章_绪论
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• 《物理化学》教学大纲
• 总学时：
48
理论课学时：48
• 课程的性质
• 物理化学主要研究化学变化和相变化的平衡规律 和变化的速率规律，是环境、轻工、食品、生物、 材料等专业的一门必修基础课，它包括理论教学 及实验教学。实验教学单独开课。先修课程：高 等数学、物理等。
•。
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2020/8/3
(I) 化学热力学
• 一、热力学基础
• 理解下列热力学基本概念:平衡状态，状态函数，可逆过程。
• 理解热力学第一、第二、第三定律的叙述及数学表达式。明了内 能、焓、熵、霍姆兹函数和吉布斯函数等热力学函数以及标准燃 烧焓, 标准生成焓，标准摩尔熵和标准生成吉布斯函数等概念。
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2020/8/3
• 作业要求：有较多的作业并且难度较大 • 实验教学部分,单独设课，根据要求不同开设不
同的实验
• 教材和主要参考资料
• 教材：《物理化学（第五版）》，天津大学物 化教研室编写，高等教育出版社
• 参考书：《物理化学（第五版）》，南京大学 物化教研室编写，高等教育出版社