华南理工大学物理化学物理化学复习纲要(完整整理版)
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物理化学复习提纲(华南理工大学物理化学教研室葛华才)第一章气体一.重要概念理想气体,分压,分体积,临界参数,压缩因子,对比状态二.重要关系式(1) 理想气体:pV=nRT , n = m/M(2) 分压或分体积:p B=c B RT=p y B(3) 压缩因子:Z = pV/RT第二章热力学第一定律与热化学一、重要概念系统与环境,隔离系统,封闭系统,(敞开系统),广延量(加和性:V,U,H,S,A,G),强度量(摩尔量,T,p),功,热,内能,焓,热容,状态与状态函数,平衡态,过程函数(Q,W),可逆过程,节流过程,真空膨胀过程,标准态,标准反应焓,标准生成焓,标准燃烧焓二、重要公式与定义式1. 体积功:δW= -p外dV2. 热力学第一定律:∆U = Q+W,d U =δQ +δW3.焓的定义:H=U + pV4.热容:定容摩尔热容C v,m = δQ V /dT = (∂U m/∂T )V定压摩尔热容C p,m = δQ p /dT = (∂H m/∂T )P理性气体:C p,m- C v,m=R;凝聚态:C p,m- C v,m≈0理想单原子气体C v,m =3R/2,C p,m= C v,m+R=5R/25. 标准摩尔反应焓:由标准生成焓∆f H Bθ (T)或标准燃烧焓∆c H Bθ (T)计算∆r H mθ = ∑v B∆f H Bθ (T) = -∑v B∆c H Bθ (T)6. 基希霍夫公式(适用于相变和化学反应过程)T2∆r H m=∆r H mθ(T1)+∫∆r C p,mdTT17. 恒压摩尔反应热与恒容摩尔反应热的关系式Q p-Q v = ∆r H m(T) -∆r U m(T) =∑v B(g)RT8. 理想气体的可逆绝热过程方程:p1V1ϒ= p2V2ϒ ,p1V1/T1 = p2V2/T2,ϒ=C p,m/C v,m三、各种过程Q、W、∆U、∆H的计算1.解题时可能要用到的内容(1) 对于气体,题目没有特别声明,一般可认为是理想气体,如N2,O2,H2等。
华南理工大学物理化学考研复习经验与资料准备心得物理化学是华南理工大学很多专业考研都要考的专业科目,分外629物理化学(一)和852物理化学(二),例如化学与化工学院的物理化学、无机化学、分析化学、有机化学,以及材料科学与工程学院的高分子化学与物理考试科目为:629物理化学(一);化学与化工学院化学工程、化学工艺、生物化工、应用化学、工业催化、能源环境材料及技术、化学工程(专业学位),以及材料科学与工程学院的材料物理与化学、生物医学工程、生物医学工程(专业学位)等专业的考试科目为852物理化学(二)。
其中化学工程、应用化学、有机化学、材料物理与化学是化工比较热门的专业。
虽然物化一和二的考试参考书目和考纲是不同的,但是其实内容差不了多少。
先说一些数据,每年华工化学与华工学院的考研人数超过1200人,招生约240,其中保研人数约1/3,所以考研成功的概率约15%;而材料科学与工程学院的考研人数约1000人,招生270个左右,其中保研人数约1/3,所以考研成功的概率也仅20%,竞争压力是很大的。
尤其是热门专业的竞争更剧烈,录取率更低。
好了,看到这可能很多人已经犹豫要不要放弃或者转考其他学校了。
其实不必紧张,热门学校必然有值得你去拼搏的地方。
考研决心很重要,尽管很多人考研,但是真正认真备考坚持下来的并不多。
如果没有理由和动力去支撑自己的考研之路,是很难坚持走下去的。
我的理由之一就是实现我高考遗落的目标——华南理工大学。
我本科是普通二本学校,我考的是化学工程,初试总分402(政治75/英语68/数学128/物化134),排名第37位(前29名是保研的),处于中间偏上。
复试比较顺利,英语口语发挥得不是很好,分数比较低,我得了二等奖学金,不用交学费,挺爽的。
回想当时考研复习的时光,我经历了很多,其中有苦有乐,也有很多经验想和大家分享。
近来有师弟师妹问我复习经验,于是写下这篇心得,仅供各位参考。
本人q号二七二四二一二四零,若还有其他问题,可以跟我探讨一些,相互学习,共同进步(但是不要骚扰哦,呵呵)。
本科物理化学复习提纲(I)第一章气体一.一.重要概念理想气体,分压,分体积,临界参数,压缩因子,对比状态二.二.重要关系式(1) 理想气体:pV=nRT , n = m/M(2) 分压或分体积:p B=c B RT=p y B(3) 压缩因子:Z = pV/RT第二章热力学第一定律与热化学一、重要概念系统与环境,隔离系统,封闭系统,(敞开系统),广延量(加和性:V,U,H,S,A,G),强度量(摩尔量,T,p),功,热,内能,焓,热容,状态与状态函数,平衡态,过程函数(Q,W),可逆过程,节流过程,真空膨胀过程,标准态,标准反应焓,标准生成焓,标准燃烧焓二、重要公式与定义式1. 体积功:δW= -p外dV2. 热力学第一定律:∆U = Q+W,d U =δQ +δW3.焓的定义:H=U + pV4.热容:定容摩尔热容C V,m = δQ V /dT = (∂U m/∂T )V定压摩尔热容C p,m = δQ p /dT = (∂H m/∂T )P理性气体:C p,m- C V,m=R;凝聚态:C p,m- C V,m≈0理想单原子气体C V,m =3R/2,C p,m= C V,m+R=5R/25. 标准摩尔反应焓:由标准生成焓∆f H Bθ (T)或标准燃烧焓∆c H Bθ (T)计算∆r H mθ = ∑v B∆f H Bθ (T) = -∑v B∆c H Bθ (T)6. 基希霍夫公式(适用于相变和化学反应过程)∆r H mθ(T2)= ∆r H mθ(T1)+⎰21TT∆r C p,m d T7. 恒压摩尔反应热与恒容摩尔反应热的关系式Q p-Q V = ∆r H m(T) -∆r U m(T) =∑v B(g)RT8. 理想气体的可逆绝热过程方程:p1V1♑= p2V2♑ ,p1V1/T1 = p2V2/T2,♑=C p,m/C V,m三、各种过程Q、W、∆U、∆H的计算1.解题时可能要用到的内容(1) 对于气体,题目没有特别声明,一般可认为是理想气体,如N2,O2,H2等。
《物理化学》课程教学大纲华南理工大学东莞东阳教学中心课程名称(中文):物理化学(英文):Physical Chemistry课程类别:必修课适用层次:专升本总学时:104 (理论教学时数:64 实践教学时数:32 自学时数:8)总学分:6.5先修课程:高等数学、物理、无机化学、分析化学、有机化学一、课程性质、目的和任务1.课程性质: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,是应用化学专业的一门必修基础课,它包括理论教学及实验教学。
通过本门课程的学习,学生应比较牢固地掌握物理化学基本概念及计算方法,同时还应得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。
这种训练和培养应贯穿在课程教学的整个过程中,使学生体会和掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎,或由假设和模型上升为理论,并结合具体条件应用理论解决实际问题的方法。
2.目的和任务:通过本门课程的学习,学生应比较牢固地掌握物理化学基本概念及计算方法,同时还应得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。
这种训练和培养应贯穿在课程教学的整个过程中,使学生体会和掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎,或由假设和模型上升为理论,并结合具体条件应用理论解决实际问题的方法。
二、课程教学内容和要求(一)理论教学物理化学的理论研究方法有热力学方法、动力学方法、统计力学方法和量子力学方法。
从研究内容来说包括宏观上的、微观上的、以及亚微观上的,对继续教育的学生来说,热力学方法及宏观上内容是主要的、基本的。
后两种方法及内容的重要性虽然正在日益增加,但只要求学生较好地掌握热力学方法及宏观内容。
对专升本应用化学专业,量子力学方法不作要求。
下面按化学热力学,化学动力学,电化学,界面现象和胶体化学四个部分列出基本要求。
基本要求按深入的程度分"了解"、"理解"(或"明了")和"掌握"(或"会用")三个层次。
物理化学复习提纲(I)(华南理工大学物理化学教研室)第1章热力学第一定律与热化学第2章热力学第二定律第5章多组分系统热力学第3章化学平衡第六章相平衡第七-十二章第1章热力学第一定律与热化学一、重要概念系统与环境,隔离系统,封闭系统,(敞开系统),广延量(加和性:V,U,H,S,A,G),强度量(摩尔量,T,p),功,热,内能,焓,热容,状态与状态函数,平衡态,过程函数(Q,W),可逆过程,节流过程,真空膨胀过程,标准态,标准反应焓,标准生成焓,标准燃烧焓二、重要公式与定义式1. 体积功:δW= -p外dV2. 热力学第一定律:∆U = Q+W,d U =δQ +δW3.焓的定义:H=U + pV4.热容:定容摩尔热容C V,m = δQ V /dT = (∂U m/∂T )V定压摩尔热容C p,m = δQ p /dT = (∂H m/∂T )P理性气体:C p,m- C V,m=R;凝聚态:C p,m- C V,m≈0理想单原子气体C V,m =3R/2,C p,m= C V,m+R=5R/25. 标准摩尔反应焓:由标准生成焓∆f H Bθ (T)或标准燃烧焓∆c H Bθ (T)计算∆r H mθ = ∑v B∆f H Bθ (T) = -∑v B∆c H Bθ (T)6. 基希霍夫公式(适用于相变和化学反应过程)∆r H mθ(T2)= ∆r H mθ(T1)+⎰21TT∆r C p,m d T7. 恒压摩尔反应热与恒容摩尔反应热的关系式Q p-Q V = ∆r H m(T) -∆r U m(T) =∑v B(g)RT8. 理想气体的可逆绝热过程方程:p1V1♑= p2V2♑ ,p1V1/T1 = p2V2/T2,♑=C p,m/C V,m三、各种过程Q、W、∆U、∆H的计算1.解题时可能要用到的内容(1) 对于气体,题目没有特别声明,一般可认为是理想气体,如N2,O2,H2等。
恒温过程d T=0,∆U=∆H=0,Q=W非恒温过程,∆U = n C V,m ∆T,∆H = n C p,m ∆T单原子气体C V,m =3R/2,C p,m = C V,m+R = 5R/2(2) 对于凝聚相,状态函数通常近似认为只与温度有关,而与压力或体积无关,即∆U≈∆H= n C p,m ∆T2.恒压过程:p外=p=常数,无其他功W'=0(1) W= -p外(V2-V1),∆H = Q p =⎰21TT n C p,m d T,∆U =∆H-∆(pV),Q=∆U-W(2) 真空膨胀过程p外=0,W=0,Q=∆U理想气体(Joule实验)结果:d T=0,W=0,Q=∆U=0,∆H=0(3) 恒外压过程:例1:1mol 理想气体于27℃、101325Pa状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡,再由该状态恒容升温到97 ℃,则压力升到1013.25kPa。
《物理化学》(64学时)《物理化学》教学大纲二、课程的目的与教学基本要求通过本门课程的学习,学生应比较牢固地掌握物理化学基本概念及计算方法,同时还应得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。
这种训练和培养应贯穿在课程教学的整个过程中,使学生体会和掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎,或由假设和模型上升为理论,并结合具体条件应用理论解决实际问题的方法。
物理化学的理论研究方法有热力学方法、动力学方法、统计力学方法和量子力学方法。
从研究内容来说包括宏观上的、微观上的、以及亚微观上的,对工科学生来说,热力学方法及宏观上内容是主要的、基本的,后两种方法及内容的重要性正在日益增加。
理论教学时数少的专业,要求学生较好地掌握热力学方法及宏观内容,理论教学时数较多的专业,还要求初步了解统计热力学方法。
对工科专业,量子力学方法一般不作要求或另设课程。
下面按化学热力学,统计热力学初步,化学动力学,电化学,界面现象和胶体化学六个部分列出基本要求,其中统计热力学初步和胶体化学可供选一部分。
基本要求按深入的程度分"了解"、"理解"(或"明了")和"掌握"(或"会用")三个层次。
(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。
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,其次是范德华方程)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和麦克斯韦关系式。
华南理工大学物理化学、无机化学考研复习心得与资料准备华南理工大学的物理化学和无机化学专业考研考试科目都为:101思想政治理论、201英语一、629物理化学(一)和866无机化学。
其中无机化学专业对外招生约5人,物理化学对外招生约10人(除去推免保送),可以说招生人数很少。
另外补充一些数据,每年华工化学与华工学院的考研人数超过1200人,招生约240,其中保研人数约1/3,所以考研成功的概率约15%-20%(报录比),竞争压力是很大的。
尤其是热门专业的竞争更剧烈,录取率更低。
看到这可能很多人已经犹豫要不要放弃或者转考其他学校了。
其实不必紧张,热门学校必然有值得你去拼搏的地方。
考研决心很重要,尽管很多人考研,但是真正认真备考坚持下来的并不多。
之前看过别人写的经验,讲自己考研挺轻松,没花多少时间,那大多数是假的,当然我也不否定有些天才的存在。
如果没有理由和动力去支撑自己的考研之路,是很难坚持走下去的。
我的理由之一就是实现我高考遗落的目标——华南理工大学。
我本科是普通二本学校,经过大半年的努力,考取初试总分404(政治74/英语69 /物化130无机131),排名第6位(前5名是保研的),处于考前位置。
复试比较顺利,英语口语发挥得不是很好,分数比较低,最后得了二等奖学金,不用交学费,挺爽的。
回想当时考研复习的时光,我经历了很多,其中有苦有乐,也有很多经验想和大家分享。
近来有师弟师妹问我复习经验和资料,于是写下这篇心得,仅供各位参考。
若还有其他问题可以加我探讨一下,相互学习,共同进步(但是不要骚扰哦,呵呵)。
一、学校指定的专业课考试参考书目629物理化学(一):《物理化学》(第五版)傅献彩等编著,高等教育出版社。
852物理化学(二):《无机化学》(第二版)华南理工大学无机教研室古国榜、李朴主编,化学工业出版社2007年。
心得:其实这些书都就是自己本科学的专业教材或者相似教材。
很多人都会问,有没有复习重点呀?事实上,看过历年真题就知道,考的多数是很基础的内容,但是考研不是期末考试,想考高分还是得把书本好好复习,争取把课本上的每个知识点都看一遍。
华南理工大学2001年攻读硕士学位研究生入学考试试卷(请在答题纸上做答,试后本卷与答题纸一同交回)科目名称:物理化学(含物理化学实验)适用专业:化学工程、化学工艺、工业催化、环境工程(试题已由葛华才老师整理求解,有错请告知!)1. C6H6在100kPa时的熔点为5℃,摩尔熔化焓为9916J²mol-1,C p,m(l)=126.8J²K-1²mol-1,C p,m(s)=122.6J²K-1²mol-1。
求100kPa、–5℃下1 mol过冷C6H6凝固成固态C6H6的Q、△U、△H、△S、△A、△G,假设凝固过程的体积功可以忽略不计。
(12分)∆H= ∆H1+ ∆H2+ ∆H3= C p,m(l)(T’-T) +∆H2+C p,m(s)(T-T’)=9916 J²mol-1+(122.6-126.8)³(268-278) J²mol-1= 9958 J²mol-1恒压Q= ∆H= 9958 J²mol-1∆U= ∆H- ∆pV ≈∆H=9958 J²mol-1∆S= ∆S1+ ∆S2+ ∆S3= C p,m(l)ln(T’/T) +∆H2/T’+C p,m(s)ln(T/T’)= ∆H2/T’+[C p,m(s)-C p,m(s)]ln(T/T’)=9916 J²mol-1/278K+(122.6-126.8)ln(268/278) J²K-1²mol-1= 35.8 J²K-1²mol-1∆G≈∆A= ∆H- T∆S = 9958 J²mol-1-268K³35.8 J²K-1²mol-1 = 363.6 J²mol-12. 卫生部规定汞蒸气在1m3空气中的最高允许含量为0.01mg。
物理化学复习提纲(华南理工大学物理化学教研室葛华才)第一章气体一.重要概念理想气体,分压,分体积,临界参数,压缩因子,对比状态二.重要关系式(1) 理想气体:pV=nRT , n = m/M(2) 分压或分体积:p B=c B RT=p y B(3) 压缩因子:Z = pV/RT第二章热力学第一定律与热化学一、重要概念系统与环境,隔离系统,封闭系统,(敞开系统),广延量(加和性:V,U,H,S,A,G),强度量(摩尔量,T,p),功,热,内能,焓,热容,状态与状态函数,平衡态,过程函数(Q,W),可逆过程,节流过程,真空膨胀过程,标准态,标准反应焓,标准生成焓,标准燃烧焓二、重要公式与定义式1. 体积功:W= -p外dV2. 热力学第一定律:U = Q+W,d U =Q +W3.焓的定义:H=U + pV4.热容:定容摩尔热容 C v,m= Q V /dT = (U m/T )V定压摩尔热容 C p,m= Q p /dT = (H m/T )P理性气体:C p,m- C v,m=R;凝聚态:C p,m- C v,m≈0理想单原子气体C v,m =3R/2,C p,m= C v,m+R=5R/25. 标准摩尔反应焓:由标准生成焓f HB(T)或标准燃烧焓 c H B (T)计算r Hm= v B f H B (T) = -v B c H B (T)6. 基希霍夫公式(适用于相变和化学反应过程)∆r r r=∆r r r r(r1)+∫∆r r r,rr2r1rr 7. 恒压摩尔反应热与恒容摩尔反应热的关系式Qp-Q v = r H m(T) -r U m(T) =v B(g)RT 8. 理想气体的可逆绝热过程方程:p 1V1ϒ= p2V2ϒ,p1V1/T1 = p2V2/T2,ϒ=C p,m/C v,m三、各种过程Q、W、U、H的计算1.解题时可能要用到的内容(1) 对于气体,题目没有特别声明,一般可认为是理想气体,如N2,O2,H2等。
恒温过程d T=0,U=H=0,Q=W非恒温过程,U = n C v,m T,H = n C p,m T单原子气体C v,m=3R/2,C p,m = C v,m+R = 5R/2(2) 对于凝聚相,状态函数通常近似认为只与温度有关,而与压力或体积无关,即U≈H= n Cp,mT2. 恒压过程:p 外=p =常数,无其他功W '=0 (1) W = -p 外(V 2-V 1), dT C Q H T Tm p P⎰=∆21,n , U = H -(pV ),Q = U -W(2) 真空膨胀过程p 外=0,W =0,Q = U理想气体(Joule 实验)结果:d T =0,W =0,Q =U =0, H =0(3) 恒外压过程:例1: 1mol 理想气体于27℃ 、101325Pa 状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡,再由该状态恒容升温到97 ℃ ,则压力升到。
求整个过程的W 、Q 、 U 及 H 。
已知该气体的C V ,m 恒定为mol -1 K -1。
解题思路:需先利用理想气体状态方程计算有关状态:(T 1=27℃, p 1=101325Pa ,V 1)→(T 2=27℃, p 2=p 外=,V 2=)→(T 3=97℃, p 3=,V 3= V 2) 首先计算功W ,然后计算 U ,再计算Q ,H 。
3. 恒容过程 :d V =0W =0,r r =∆U =∫rr r ,r r2r 1dT, H =U +Vp4.绝热过程:Q =0(1) 绝热可逆过程:W =∫−rrr =∆r =∫rr r ,r rr r2r 1r2r 1,H = U + pV理想气体:p 1V 1ϒ= p 2V 2ϒ, p 1V 1/T 1 = p 2V 2/T 2(2) 绝热一般过程:由方程W =∫−r 外rr =∆r =∫rr r ,r rr r2r 1r2r 1建立方程求解。
5.节流过程(等焓过程):H =0,Q =0焦耳-汤姆逊系数 J-T = ( T /p )H ,理想气体J-T =0,实际气体J-T ≠0 6. 相变过程S()→S():(1) 可逆相变(正常相变或平衡相变):在温度T 对应的饱和蒸气压下的相变,如水在常压下的0℃ 结冰或冰溶解,100 ℃ 时的汽化或凝结等过程。
由温度T 1下的相变焓计算另一温度下的相变焓T∆r r r (r 2)=∆r r r (r1)+∫∆r r r ,r r 2r 1rr(2) 不可逆相变:利用状态函数与路径无关的特点,根据题目所给的条件,设计成题目给定或根据常识知道的(比如水的正常相变点)若干个可逆过程,然后进行计算。
例2:水在 -5℃ 的结冰过程为不可逆过程,计算时要利用0℃ 结冰的可逆相变过程,即H 2O(l ,1 mol ,-5℃ ,p ) H 2O(s ,1 mol ,-5℃,p )↓△H 2 ↑△H 4H 2O(l ,1 mol , 0℃,p H 2O(s ,1 mol ,0℃,p ) 7.化学过程:标准反应焓r H m 的计算(1) 由时的标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓, r H m =v B f H m (B) =-v B c H m (B)再利用基希霍夫公式计算另一温度T 时的标准反应焓。
△H 1△H 3注意:生成反应和燃烧反应的定义,以及标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓存在的联系。
例如 H2O(l)的生成焓与H2的燃烧焓,CO2的生成焓与C(石墨)的燃烧焓数值等同。
(2)一般过程焓的计算:基本思想是(1),再加上相变焓等。
(3)燃烧反应系统的最高温度计算:整个系统作为绝热系统看待处理由系统焓变H=0 建立方程计算。
第三章热力学第二定律一、重要概念卡诺循环,热机效率,熵,摩尔规定熵,标准熵,标准反应熵,亥姆霍兹函数,吉布斯函数 二、主要公式与定义式1. 热机效率:η= -W / Q 1 =(Q 1+Q 2)/ Q 1 = 1 - T 2 / T 1 (T 2 , T 1 分别为低温,高温热源) 2.卡诺定理:任何循环的热温熵小于或等于0 Q 1 / T 1 + Q 2 / T 2 ≤0 克老修斯 不等式: ∆S ≥∫rr r 21/T3.熵的定义式:dS = Q r / T4.亥姆霍兹(helmholtz)函数的定义式: A =U -TS 5.吉布斯(Gibbs)函数的定义式:G =H -TS ,G =A +pV 6.热力学第三定律:S *(0K ,完美晶体)= 0 7.过程方向的判据:(1) 恒T 、恒p 、W ’=0过程(最常用):d G <0,自发(不可逆);d G =0,平衡(可逆)。
(2) 一般过程: S (隔离)>0,自发(不可逆); S(隔离)=0,平衡(可逆)。
(3) 恒T 、恒V 、W ’=0过程: d A <0,自发(不可逆);d A =0,平衡(可逆)。
8.可逆过程非体积功的计算(1) 恒温可逆过程功:W r = T A ,W r ' = T,V A , (2) 恒温恒压过程非体积功:W r ' = T ,p G 9. 热力学基本方程(封闭系统,不需可逆)关键式: d U =T d S -p d V (源由: d U =Q +W ,可逆过程:Q r = T d S ,W r = p d V ) 其他式重点掌握:d G = -S d T + V d p ( 来源:H =U +pV ,G =H -TS ,微分处理得 ) 恒压下:d G = -S d T 和 恒温:d G = -V d p 。
10. 克拉佩龙方程与克-克方程:任意相变S()→S() 的蒸气压p 与T 的关系(1)克拉佩龙方程:任意相变 d p /d T = H m * / (T V m * )(2)克劳修斯-克拉佩龙方程:一相为气相且认为是理想气体;凝聚相为固相或液相的体积忽略, H m * 近似与温度无关,则ln (p 2/p 1)= H m * (T 2-T 1) / RT 1T 2(3) 对于同一物质的相变,相变焓有如下的近似关系: 升华H m * = 熔化H m * + 蒸发H m *三、 S 、 A 、 G 的计算 1. S 的计算(1)理想气体pVT 过程的计算d S =Q r / T =(d U -W r )/T =(nC V ,m d T -p d V )/T (状态函数与路径无关,理想气体:p =nRT /V ) 积分结果: S = nCv ,m ln(T 2/T 1) + nR ln(V 2/V 1) (代入:V =nRT /p ) = nC p ,m ln(T 2/T 1) + nR ln(p 1/p 2) (C p ,m = C v ,m +R ) 特例:恒温过程: S = nR ln(V 2/V 1) 恒容过程: S =nCv ,m ln(T 2/T 1) 恒压过程: S =nC p ,m ln(T 2/T 1)不可逆 可逆 不可逆 可逆(2) 恒容过程:∆S=∫(n r r,rr )dTr2r1(3) 恒压过程:∆S=∫(n r r,rr )dTr2r1(4) 相变过程:可逆相变S =H/T;非可逆相变需设路径计算(5) 环境过程:认为是恒温的大热源,过程为可逆S = Qr(环)/T(环) = -Q(系)/T(环)(6) 绝对熵的计算:利用热力学第三定律计算的熵为绝对熵,过程通常涉及多个相变过程,是一个综合计算过程。
具体看书中有关部分。
(7) 标准摩尔反应熵的计算r Sm= v B S m (B,T)2.G的计算(1) 平衡相变或反应过程:G=0(2) 恒温过程:G=H-T S(3) 非恒温过程:G=H- S =H -2S2-T1S1)=H -2S- S1T)诀窍:题目若要计算G,一般是恒温过程;若不是恒温,题目必然会给出绝对熵。
3.A的计算(1) 恒温恒容不做非体积功可逆过程:A=0(2) 恒温:A=U-T S=G- (pV)(3) 非恒温过程:G=U- S =U -2S2-T1S1)=U -2S- S1T)诀窍:题目若要计算A,一般是恒温过程;若不是恒温,题目必然会给出绝对熵。
4. 综合计算例例1. 1mol 理想气体从300K ,100kPa下等压加热到600K,求此过程的Q、W、U、H、S、G。
已知此理想气体300K时的Sm=·K-1·mol-1,c p,m= J·K-1·mol-1。
(10分)解:W=-p V=-p(V2-V1) =-pV2+pV1= -nRT2+ nRT1= nR(T1-T2)=1mol×·K-1·mol-1×(300K-600K)= -U= n cV,m(T2-T1) =1mol× 6506JH= n cp,m(T2-T1) =1mol×·K-1·mol-1×(600K-300K)= 9000JQp=H=9000JS = n cp,mln(T2/T1) =1mol×·K-1·mol-1×ln(600K/300K)= ·K-1·mol-1由S m(600K)=S m(300K)+S=+J·K-1·mol-1=·K-1·mol-1TS =n(T2S2-T1S1)=1mol×(600K×·K-1·mol-1-300K×·K-1·mol-1)=57474JG=H-TS=9000J-57474J =-48474J。