物理化学简明教程(重点内容)
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物理化学简明教程物理化学简明教程一、什么是物理化学1、什么是物理化学物理化学是将物理和化学知识相结合的一门学科,它专注于研究物质的性质和结构,从而理解系统复杂性,并给出相应的定量描述和解释。
2、物理化学的术语物理化学使用一些专有术语来描述和分析物质的性质。
例如:(1)体系:体系是物理化学中最重要的概念,它是一类物质、反应态物质和夹带物质的集合。
(2)反应:反应通常指物质在受到外部的化学刺激或物理刺激后发生的相互作用。
(3)热力学:热力学是一个专有术语,它包括能量的流动,即吸收及释放的能量,以及热的传播过程。
二、物理化学的应用1、生物:物理化学可以为生物学研究打开很多新的大门,它帮助生物学家了解细胞和分子在活动过程中是如何作用的。
2、医学:物理化学可以帮助医生了解药物的作用机制,以及如何使用不同的技术来检测疾病携带的病原体。
3、材料科学:物理化学可以用来研究各种材料,为其定制特性提供帮助。
4、能源:物理化学也有助于研究各种能源是如何被转换和使用的,以及它们可能如何更有利可图。
三、物理化学学习的建议1、深入研究物理化学:研究物理化学知识是学习物理化学最重要的环节,要多看书,熟悉其中概念和术语。
2、实践操作:在解决实际问题中,要掌握其中的物理原理和化学反应,并归纳出解决问题的方法和技巧。
3、完成相关实验:通过实验研究,可以加深对物理化学的理解,学会分析和推理物理化学原理。
4、夯实基础知识:要牢记物理化学基础知识,如反应形式、热力学和分子动力学等,以便更好地理解物理化学原理。
5、输出学习成果:多练习、多参与课堂讨论,完成典型题目和相应实验,并经常总结归纳学习成果。
第一章【理想气体的能与焓只是温度的函数,与体积或压力的变化无关,所以对理想气体定温过程:dU=O, dH=O,A U=O,A H=0 变温过程:△ U=nC,m△H=nC,m△ T节流膨胀:(特点)绝热、定焓,••• Q=Q △ H=0,无论是理想气体还是实际气体均成立】1. 理想气体的状态方程可表示为:pV=nRT2. 能量守恒定律:自然界的一切物质都具有能量,能量有各种不同形式,能够从一种形式转化为另一种形式,但在转化过程中,能量的总值不变。
3. 第一定律的数学表达式:△ U=Q+;对微小变化:dU=8 Q+8 W(因为热力学能是状态函数,数学上具有全微分性质,微小变化可用dU表示;Q和W 不是状态函数,微小变化用3表示,以示区别。
)4. 膨胀作功:①自由膨胀:W=0②等外压膨胀:W=-P外(V2-V i)=P2 (V1-V2);③可逆膨胀:W=i RT In也=nRT In旦;④多次等外压膨胀,做V2 P的功越多。
5. ①功与变化的途径有关。
不是状态函数。
②可逆膨胀,体系对环境作最大功;可逆压缩,环境对体系作最小功。
6. 恒温恒压的可逆相变W= :P e dV :(R dP)dV P i△V nRT(恒温恒压的可逆相变,气体符合理想气体方程)7. 焓的定义式:H=U+PV等压效应Q p =△ H,焓是容量性质。
8. 理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数:在恒温时,改变体积或压力,理想气体的热力学能和焓保持不变。
还可以推广为理想气体的Cv,Cp也仅为温度的函数。
9. ①等压热容Cp:C p仝(-)p , △ H Q p C p dTdT T②等容热容Cv:C v-Q v(—)V ,△u Q v C v dT ;③ Q p Q v△nRTdT T p10. 理想气体的Cp与Cv之差:C p C V nR或C p,m C v,m R;单原子分子系统:C v,m 2R ,双原子分子系统:C v,m 2 R△H n C p,m △T , n C v,m △T11. 绝热过程的特点:绝热压缩,使体系温度升高,而绝热膨胀,可获得低温。
物理化学简明教程第四版(印永嘉)热力学概论热力学的研究对象研究宏观系统的热与其他形式能量之间的相互转换关系及其转换过程中所遵循的规律。
热力学共有三个基本定律:第一、第二、第三定律,都是人类经验的总结。
第一、第二定律是热力学的主要基础。
化学热力学是用热力学基本原理研究化学现象和与化学现象相关的物理现象根据第一定律计算变化过程中的能量变化,根据第二定律判断变化的方向和限度。
热力学方法和局限性•热力学的方法是一种演绎的方法,它结合经验所得到的几个基本定律,讨论具体对象的宏观性质.•热力学的研究对象是大数量分子的集合体,所得到的结论具有统计意义,只反应它的平均行为,而不适宜于个别分子的个体行为.•热力学方法的特点:不考虑物质的微观结构和反应进行的机理.•热力学方法的局限:可能性与可行性;变化净结果与反应细节;宏观了解与微观说明及给出宏观性质的数值;•热力学具有极其牢固的实验基础,具有高度的普遍性和可靠性.几个基本概念系统与环境•系统在科学研究时必须先确定研究对象,把一部分物质与其余分开,这种分离可以是实际的,也可以是想象的。
这种被划定的研究对象称为系统,亦称为物系或体系。
•环境与系统密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境或外界。
•系统与环境之间的边界可以是实际的,也可以是想象的。
系统分类•热力学上因系统与环境间的关系不同而将其分为三种不同的类型:•开放系统:系统与环境之间既有能量,又有物质的交换;•封闭系统:系统与环境间只有能量的交换没有物质的交换;•隔离系统:系统与环境间既无能量又无物质的交换。
•注意:系统+环境=孤立系统。
举例:暖水瓶状态和性质•用宏观可测性质包括压力(p)、体积(V)、温度(T)、质量(m)、物质的量(n)、物种(i)等来描述系统的热力学状态,故这些性质又称为热力学变量。
•广度性质:又称为容量性质,其数值不仅与系统的性质有关,与系统的大小也有关.如体积V,物质的量n等.在一定条件下广延性质有加和性,在数学上是一次齐函数。
第一章【理想气体的内能与焓只是温度的函数,与体积或压力的变化无关,所以对理想气体定温过程:dU=0,dH=0,△U=0,△H=0变温过程:△U=nC v,m △T ;△H=nC p,m △T节流膨胀:(特点)绝热、定焓,∴Q=0,△H=0,无论是理想气体还是实际气体均成立】1.理想气体的状态方程可表示为: pV=nRT2.能量守恒定律:自然界的一切物质都具有能量,能量有各种不同形式,能够从一种形式转化为另一种形式,但在转化过程中,能量的总值不变。
3.第一定律的数学表达式:△U=Q+W ;对微小变化:dU=δQ +δW (因为热力学能是状态函数,数学上具有全微分性质,微小变化可用dU 表示;Q 和W 不是状态函数,微小变化用δ表示,以示区别。
)4.膨胀作功:①自由膨胀:W=0;②等外压膨胀:W=-P 外(V 2-V 1)=P 2(V 1-V 2); ③可逆膨胀:W=nRT ln 21V V =nRT ln 12P P ;④多次等外压膨胀,做的功越多。
5.①功与变化的途径有关。
不是状态函数。
②可逆膨胀,体系对环境作最大功;可逆压缩,环境对体系作最小功。
6.恒温恒压的可逆相变 W=RT V P dV dP P dV P i V V i V Ve n )(2121-=-=--=-⎰⎰△(恒温恒压的可逆相变,气体符合理想气体方程)7.焓的定义式:H=U+PV ,等压效应H =Q p △,焓是容量性质。
8.理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数:在恒温时,改变体积或压力,理想气体的热力学能和焓保持不变。
还可以推广为理想气体的Cv,Cp 也仅为温度的函数。
9.①等压热容Cp :p pp THdTQ C )(∂∂==δ,T C Q H p d p ⎰==△②等容热容Cv :T C Q U TUdTQ C V vvd )(v v ⎰==∂∂==,△δ; ③RTQ Q vn p △=-10.理想气体的Cp 与Cv 之差:nR C C VP =- 或 R C C m v m p =-,,;单原子分子系统:R C m v 23,=,双原子分子系统:R C m v 25,=T nC H m p △△,= , T nC U m v △△,=11.绝热过程的特点:绝热压缩,使体系温度升高,而绝热膨胀,可获得低温。
2023年物理化学简明教程(邵谦著)课后答案下载2023年物理化学简明教程(邵谦著)课后答案下载绪论0.1 物理化学的研究对象及其重要意义0.2 物理化学的研究方法0.3 学习物理化学的方法第一章热力学第一定律(一)热力学概论1.1 热力学的研究对象1.2 几个基本概念(二)热力学第一定律1.3 能量守恒--热力学第一定律1.4 体积功1.5 定容及定压下的热1.6 理想气体的热力学能和焓1.7 热容1.8 理想气体的绝热过程1.9 实际气体的节流膨胀(三)热化学1.10 化学反应的热效应1.11 生成焓及燃烧焓1.12 反应焓与温度的关系--基尔霍夫方程思考题第二章热力学第二定律2.1 自发过程的共同特征2.2 热力学第二定律的经典表述2.3 卡诺循环与卡诺定理2.4 熵的概念2.5 熵变的计算及其应用2.6 熵的物理意义及规定熵的计算2.7 亥姆霍兹函数与吉布斯函数2.8 热力学函数的?些重要关系式2.9 厶C的计算__2.10 非平衡态热力学简介思考题第三章化学势3.1 偏摩尔量3.2 化学势3.3 气体物质的化学势3.4 理想液态混合物中物质的化学势 3.5 理想稀溶液中物质的化学势3.6 不挥发性溶质理想稀溶液的依数性 3.7 非理想多组分系统中物质的化学势思考题第四章化学平衡4.1 化学反应的方向和限度4.2 反应的标准吉布斯函数变化4.3 平衡常数的各种表示法4.4 平衡常数的实验测定4.5 温度对平衡常数的影响4.6 其他因素对化学平衡的影响思考题第五章多相平衡5.1 相律(一)单组分系统5.2 克劳修斯一克拉佩龙方程5.3 水的相图(二)二组分系统5.4 完全互溶的双液系统__5.5 部分互溶的双液系统__5.6 完全不互溶的双液系统5.7 简单低共熔混合物的固一液系统 5.8 有化合物生成的固一液系统__5.9 有固溶体生成的固一液系统(三)三组分系统5.10 三角坐标图组成表示法__5.11 二盐一水系统__5.12 部分互溶的三组分系统思考题第六章统计热力学初步6.1 引言6.2 玻耳兹曼分布6.3 分子配分函数6.4 分子配分函数的求算及应用第七章电化学(一)电解质溶液7.1 离子的迁移7.2 电解质溶液的电导7.3 电导测定的应用示例7.4 强电解质的活度和活度系数__7.5 强电解质溶液理论简介(二)可逆电池电动势7.6 可逆电池7.7 可逆电池热力学7.8 电极电势7.9 由电极电势计算电池电动势7.10 电极电势及电池电动势的应用(三)不可逆电极过程7.11 电极的.极化7.12 电解时的电极反应7.13 金属的腐蚀与防护__7.14 化学?源简介第八章表面现象与分散系统(一)表面现象8.1 表面吉布斯函数与表面张力 8.2 纯液体的表面现象8.3 气体在固体表面上的吸附 8.4 溶液的表面吸附8.5 表面活性剂及其作用(二)分散系统8.6 分散系统的分类8.7 溶胶的光学及力学性质8.8 溶胶的电性质8.9 溶胶的聚沉和絮凝8.10 溶胶的制备与净化__8.11 高分子溶液思考题第九章化学动力学基本原理9.1 引言9.2 反应速率和速率方程9.3 简单级数反应的动力学规律9.4 反应级数的测定9.5 温度对反应速率的影响9.6 双分子反应的简单碰撞理论9.7 基元反应的过渡态理论大意__9.8 单分子反应理论简介思考题第十章复合反应动力学10.1 典型复合反应动力学10.2 复合反应近似处理方法10.3 链反应__10.4 反应机理的探索和确定示例10.5 催化反应10.6 光化学概要__10.7 快速反应与分子反应动力学研究方法简介思考题附录Ⅰ.某些单质、化合物的摩尔热容、标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数及标准摩尔熵Ⅱ.某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓(298K)Ⅲ.不同能量单位的换算关系Ⅳ.元素的相对原子质量表Ⅴ.常用数学公式Ⅵ.常见物理和化学常数物理化学简明教程(邵谦著):内容简介本教材自8月出版以来,受到了广大读者,特别是相关高校师生的厚爱,并被许多高校选作教材。
物理化学简明教程1. 引言物理化学是化学的一个重要分支,它研究物质的物理性质及其与化学变化的关系。
本教程将为你提供一个简明入门的物理化学知识概览,帮助你快速了解和理解物理化学的基本概念。
2. 物质的组成物质是由原子或分子组成的。
原子是物质的基本单位,由质子、中子和电子组成。
分子由两个或多个原子组成。
原子和分子都具有质量和电荷。
3. 基本概念在物理化学中,有一些基本概念是非常重要的,包括:3.1. 元素元素是由具有相同原子数的原子组成的物质。
目前已知的元素有118种,其中最简单的是氢元素 (H),它的原子是由一个质子和一个电子组成。
3.2. 化合物化合物是由两个或多个不同元素的原子组成的物质。
化合物可以通过化学反应合成或分解。
3.3. 混合物混合物是由两种或多种纯物质混合而成的物质。
在混合物中,各组成部分的性质保持不变。
4. 状态和相变物质在不同的温度和压力下可以存在于不同的物态,包括固体、液体和气体。
相变是物质从一种物态转变为另一种物态的过程,如固体熔化成液体、液体沸腾成气体等。
5. 热力学热力学研究物质的热学性质和能量转化过程。
它主要涉及如下几个方面:5.1. 热力学系统和周围环境热力学系统是指研究对象,而周围环境是指系统外部与系统有能量、质量或粒子交换的部分。
5.2. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的热学表达形式,描述了系统内能的变化与系统外界对系统做的功和从外界传递给系统的热量之间的关系。
5.3. 热力学第二定律热力学第二定律描述了能量在自然界中的流动性质,它提出了热力学过程发生的方向性和不可逆性的原则。
5.4. 熵熵是描述系统无序程度的物理量,用来描述系统的混乱程度。
根据热力学第二定律,系统的熵总是趋向于增加。
5.5. 反应热力学反应热力学研究化学反应的能量变化和反应速率与温度、压力、浓度等因素之间的关系。
6. 动力学动力学研究化学反应速率和反应机理。
它关注反应速率随着反应物浓度、温度变化的规律,以及分子在反应中的碰撞方式。
物理学简明教程第二版知识点总结物理学是一门研究物质、能量、力和运动等基本规律的科学,它的应用范围广泛,涉及到各个领域。
《物理学简明教程》第二版是一本系统介绍物理学基本概念和原理的教材,本文将对其中的知识点进行总结。
1. 物理学的基本概念- 物理学的定义:研究物质、能量、力和运动等基本规律的科学。
- 物理量和单位:物理学研究的对象称为物理量,常用的物理量有长度、时间、质量等,它们的单位有国际单位制和厘米-克-秒单位制等。
- 物理学的研究方法:实验方法和理论方法是物理学研究的两种基本方法,实验方法通过观察和测量来获取数据,理论方法通过建立数学模型来解释实验现象。
2. 运动学- 运动的描述:位置、位移、速度和加速度是描述物体运动状态的基本概念。
- 运动的规律:牛顿三定律是描述物体运动规律的基本定律,分别是惯性定律、动量定律和作用-反作用定律。
3. 力学- 物体的受力:力是导致物体发生变化的原因,常见的力有重力、弹力、摩擦力等。
- 物体的平衡:平衡是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态,平衡条件包括力的平衡和力矩的平衡。
- 力学定律:牛顿定律是描述物体运动的基本定律,分别是牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
4. 能量和功- 能量的概念:能量是物体具有的做功能力,常见的能量形式有机械能、热能、电能等。
- 能量守恒定律:封闭系统中能量的总量是恒定的,能量可以相互转化而不会凭空消失。
- 功的概念:功是力对物体做的有方向的力量,功的大小等于力的大小乘以物体运动的距离。
5. 波动和光学- 波动的特性:波动是一种能量传播的方式,波长、频率和振幅是描述波动特性的基本概念。
- 光的传播:光是一种电磁波,它在真空中的传播速度是恒定的,等于光速。
- 光的反射和折射:光在与介质界面接触时会发生反射和折射现象,反射遵循反射定律,折射遵循折射定律。
6. 电磁学- 电荷和电场:电荷是电磁相互作用的基本载体,电场是电荷周围的物理量。
物理化学简明教程物理化学是研究物质的性质和变化规律的一门学科,它涉及量子力学、热力学、动力学等多个方面。
下面简要介绍物理化学的几个基本概念和内容。
第一个是量子力学。
量子力学是描述微观粒子行为的理论,它认为能量是分立的,量子态的演化由薛定谔方程描述。
量子力学提供了对原子、分子等微观粒子的结构和性质的解释。
例如,通过量子力学,我们可以了解原子和分子的能级结构,以及化学键的形成与断裂过程。
第二个是热力学。
热力学研究的是能量转化和物质变化的规律,它涉及热力学定律、熵、焓等概念。
热力学通过热力学定律,描述了热量和功对系统造成的影响。
通过熵,热力学可以解释物质变化的趋势和方向性。
例如,通过热力学,我们可以了解反应的热力学平衡和化学反应速率等重要的信息。
第三个是动力学。
动力学研究的是化学反应的速度和机理。
它通过反应的速度常数、反应级数、反应机理等概念描述化学反应的过程。
动力学可以揭示化学反应的速率受到哪些因素的影响,从而优化反应条件和控制化学反应的过程。
物理化学还涉及其他一些重要的概念,例如溶解度、电化学、光谱学等。
溶解度研究的是物质在溶液中的溶解程度,电化学研究的是电解质溶液中的电化学反应和电化学纳米机械系统。
光谱学研究的是物质与电磁辐射的相互作用,可以用于分析物质的结构和性质。
物理化学的研究方法主要包括实验和理论两个方面。
实验可以通过测量物理化学特性来获得实验数据,并验证理论模型。
理论可以通过建立数学模型来解释和预测实验现象。
物理化学在许多领域有着广泛的应用,比如化学工业、能源领域、材料科学、药物研发等。
通过物理化学的研究,我们可以更好地理解和控制物质的性质和变化,为科学和技术的发展做出贡献。
第一章【理想气体的内能与焓只是温度的函数,与体积或压力的变化无关,所以对理想气体定温过程:dU=0,dH=0,△U=0,△H=0变温过程:△U=nC v,m △T ;△H=nC p,m △T节流膨胀:(特点)绝热、定焓,∴Q=0,△H=0,无论是理想气体还是实际气体均成立】1.理想气体的状态方程可表示为: pV=nRT2.能量守恒定律:自然界的一切物质都具有能量,能量有各种不同形式,能够从一种形式转化为另一种形式,但在转化过程中,能量的总值不变。
3.第一定律的数学表达式:△U=Q+W ;对微小变化:dU=δQ +δW (因为热力学能是状态函数,数学上具有全微分性质,微小变化可用dU 表示;Q 和W 不是状态函数,微小变化用δ表示,以示区别。
)4.膨胀作功:①自由膨胀:W=0;②等外压膨胀:W=-P 外(V 2-V 1)=P 2(V 1-V 2); ③可逆膨胀:W=nRT ln 21V V =nRT ln 12P P ;④多次等外压膨胀,做的功越多。
5.①功与变化的途径有关。
不是状态函数。
②可逆膨胀,体系对环境作最大功;可逆压缩,环境对体系作最小功。
6.恒温恒压的可逆相变 W=RT V P dV dP P dV P i V V i V Ve n )(2121-=-=--=-⎰⎰△(恒温恒压的可逆相变,气体符合理想气体方程)7.焓的定义式:H=U+PV ,等压效应H =Q p △,焓是容量性质。
8.理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数:在恒温时,改变体积或压力,理想气体的热力学能和焓保持不变。
还可以推广为理想气体的Cv,Cp 也仅为温度的函数。
9.①等压热容Cp :p pp THdTQ C )(∂∂==δ,T C Q H p d p ⎰==△②等容热容Cv :T C Q U TUdTQ C V vvd )(v v ⎰==∂∂==,△δ; ③RTQ Q vn p △=-10.理想气体的Cp 与Cv 之差:nR C C VP =- 或 R C C m v m p =-,,;单原子分子系统:R C m v 23,=,双原子分子系统:R C m v 25,=T nC H m p △△,= , T nC U m v △△,=11.绝热过程的特点:绝热压缩,使体系温度升高,而绝热膨胀,可获得低温。
第九章 化学动力学根本原理质量作用定律r = k[A]a [B]b ;质量作用定律只适用于基元反响。
(简洁反响与复合反响中的各基元反响)简洁反响都是简洁级数反响,但是简洁级数反响不肯定是简洁反响一级反响: 1)k1单位:s-12)半衰期t1/2:当c=1/2c0时所需时间110012/16932.02ln 2/ln 1k k c c k t ===;t ½ 与起始浓度c0无关。
阿累尼乌斯公式 Ea=12.6×10^3×R=104.8kJ · mol-1 lnA=20.26A = e^20.26 = 6.29 ×10^8 mol-1·dm3·s-1 第八章 外表现象与分散系统 外表张力σ 单位:N/m物理意义:外表紧缩力定义:在相外表的切面上,垂直作用于外表随意单位长度上的紧缩力。
影响外表张力的因素:1. 物质的种类及共存相的种类(性质);2. 温度影响:前者<0,即温度上升,外表张力变小拉普拉斯公式:rp σ2=∆ r :曲率半径。
r 越大,Δp 越小;平面时r 趋近于无穷大,Δp=01.不管是凸液面,还是凹液面,附加压力的方向总是指向球心,即球内的压力肯定大于球外的压力;2. 液膜(肥皂泡)Δp=4σ/rKelvin 公式:(液相) P'=P+2σ/r ;(气相) pr凹(液中气泡):r 取负值,pr < p ;凸(小液滴):r 取正值,pr > p人工降雨(过饱与蒸气)高空中没有灰尘,水蒸汽可到达相当高的过饱与程度而不致凝合成水。
因为此时高空中的水蒸气压力虽然对平液面的水来说已是过饱与的了,但对将要形成的小水滴来说尚未饱与,因此小水滴难以形成。
若在空中撒入凝合中心(AgI,), 使凝合成水滴的曲率半径加大,其相应的蒸气压可小于高空中已有的水蒸气压,蒸气就在这些微粒外表凝合成水滴。
这就是人工降雨的根本道理。
第一章【理想气体的内能与焓只是温度的函数,与体积或压力的变化无关,所以对理想气体定温过程:dU=0,dH=0,△U=0,△H=0变温过程:△U=nC v,m △T ;△H=nC p,m △T节流膨胀:(特点)绝热、定焓,∴Q=0,△H=0,无论是理想气体还是实际气体均成立】1.理想气体的状态方程可表示为: pV=nRT2.能量守恒定律:自然界的一切物质都具有能量,能量有各种不同形式,能够从一种形式转化为另一种形式,但在转化过程中,能量的总值不变。
3.第一定律的数学表达式:△U=Q+W ;对微小变化:dU=δQ +δW (因为热力学能是状态函数,数学上具有全微分性质,微小变化可用dU 表示;Q 和W 不是状态函数,微小变化用δ表示,以示区别。
)4.膨胀作功:①自由膨胀:W=0;②等外压膨胀:W=-P 外(V 2-V 1)=P 2(V 1-V 2); ③可逆膨胀:W=nRT ln 21V V =nRT ln 12P P ;④多次等外压膨胀,做的功越多。
5.①功与变化的途径有关。
不是状态函数。
②可逆膨胀,体系对环境作最大功;可逆压缩,环境对体系作最小功。
6.恒温恒压的可逆相变 W=RT V P dV dP P dV P i V V i V Ve n )(2121-=-=--=-⎰⎰△(恒温恒压的可逆相变,气体符合理想气体方程)7.焓的定义式:H=U+PV ,等压效应H =Q p △,焓是容量性质。
8.理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数:在恒温时,改变体积或压力,理想气体的热力学能和焓保持不变。
还可以推广为理想气体的Cv,Cp 也仅为温度的函数。
9.①等压热容Cp :p pp THdTQ C )(∂∂==δ,T C Q H p d p ⎰==△②等容热容Cv :T C Q U TUdTQ C V vvd )(v v ⎰==∂∂==,△δ; ③RTQ Q vn p △=-10.理想气体的Cp 与Cv 之差:nR C C VP =- 或 R C C m v m p =-,,;单原子分子系统:R C m v 23,=,双原子分子系统:R C m v 25,=T nC H m p △△,= , T nC U m v △△,=11.绝热过程的特点:绝热压缩,使体系温度升高,而绝热膨胀,可获得低温。
12.13.绝热功的求算:②绝热状态变化过程的功:T nC W m v △,= 【适用于定组成封闭体系的一般绝热过程,不一定是可逆过程。
】14.若T T -μ>0,经节流膨胀后,气体温度降低。
(随着压力的降低气体温度也降低);若T T -μ<0,经节流膨胀后,气体温度升高。
(随着压力的降低气体温度升高); 若T T -μ=0,经节流膨胀后,气体温度不变。
(随着压力的降低气体温度不变)。
此时的温度称为转化温度 15.等压热效应PQ 与等容热效应vQ 的关系:RTQ Q v p n △+= 或RTU H n r r △△△+=;△n 是生成物与反应物气体物质的量之差值,并假定气体为理想气体。
16.标准摩尔生成焓:在标准压力下,反应温度时,由最稳定的单质合成标准状态下1mol 物质的反应的焓变,称为该物质的标准摩尔生成焓,用Θm f H △表示,生成焓仅是个相对值,相对于稳定单质的焓值等于零,没有规定温度,一般298.15 K 时的数据有表可查。
17.由生成焓求反应焓:)(H m f m f B H v BB ΘΘ∑=△△,V B 为计量方程中的系数,对反应物取负值,生成物取正值。
18.标准摩尔燃烧焓:在标准压力下,反应温度时,物质B 完全氧化成相同温度的指定产物时的焓变称为标准摩尔燃烧焓,用Θm H c △表示,所指定产物如CO 2、H 2O 等的标准摩尔燃烧焓,在任何温度T 时,其值均为零。
用这种方法可以求一些不能由单质直接合成的有机物的生成焓。
19.由燃烧焓求反应焓:化学反应的焓变值等于各反应物燃烧焓的总和减去各产物燃烧焓的总和,其公式如下:)15.298,()15.298(H m c m r k B H v k BB ΘΘ∑-=△△20.基尔霍夫定律的积分式:T C T H T H T Tm m d )()(21p 1r 2r ⎰+=△△△①若C p 与温度无关,)(△)(△)(△12p 1m r 2m r -T T C T H T H -= ②若C p 与温度有关,C p,m =a+bT+cT 2 ;△r C p =△a+△bT+△cT 2()B a v BB ∑=a △;()B a v BB ∑=b △;()B a v BB ∑=c △;)(△)(△)(△)(△)(△313221221212-c 31-b 21-a H -H T T T T T T T T ++= ③dT C T H T H T T⎰=21p 1m r 2m r -△)(△)(△ 如有物质发生相变,就要进行分段积分。
.V④微分式()B C v m p BB ,pC △∑=第二章①Q 、W 、U 、H 、A :单位J ;②S :单位J/K ;③Θm S :单位J/K/mol ;④ΘΘΘ∆∆∆m m m C H H H r f 、、:单位KJ/mol1.自发过程的共同特征:功可以无条件地全部转化为热, 热不能无条件地全部转化为功而不引起其他变化,热功转化具有方向性。
1.热力学第二定律的两种经典表述②开尔文: 2.卡诺循环①A →B :等温可逆膨胀,△U 1=0,W 1=-Q 1 =nRT A ln 21V V ;②B →C :绝热可逆膨胀,Q 2=0,W 2=△U 2=nC v,m (T C -T A ); ③C →D :等温可逆压缩,△U 3=0,W 3=-Q 3=nRT C ln 43V V ;④D →A :绝热可逆压缩,Q 4=0,W 4=△U 4=nC v,m (T A -T C )。
整个循环:△U=0,Q=Q 1+Q 3,W=W 1+W 3(Q 1是体系所吸的热,为正值;Q 2是体系所放的热,为正值)431211-141-431-321-2V V V V T V T V A D T V T V C B ==→=→,,,两式相除得有:,,,,有:γγγγ所以 W=W 1+W 3=nRT A ln 21V V +nRT C ln 43V V =nR(T A -T C) ln 21V V3.热机效率1】冷冻系数4.卡诺定理①所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机,可逆机的效率最大。
②卡诺热机的效率只与两个热源的温度有关,而与工作性质无关;即所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆机 ,其热机效率都相等。
5.卡诺循环的热温商:热效应与温度商值的加和等于零,即0=+AACCT Q T Q (任意可逆循环)0≤+AAC C T Q T Q ① =适用于卡诺循环 ② <适用于不可逆循环 6.熵的定义式:(熵的变化值可用可逆过程的热温商值来衡量。
)RR B AA B T Q S T Q S S S ∑⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛==-i iiδδ或△△,对微小变化R T Q dS ⎪⎭⎫ ⎝⎛=δ,若对不可逆,则RT Q dS ⎪⎭⎫⎝⎛δ>8.热力学第二定律的数学表达式:RT Q dS ⎪⎭⎫ ⎝⎛≥δ“=”为可逆循环“>”适用于不可逆循环9.变化方向与限度的判据RT Q dS ⎪⎭⎫⎝⎛≥δ “>” 号为不可逆过程;“=” 号为可逆过程 dS iso ≥0 “>” 号为自发过程;“=” 号为处于平衡状态△S iso=△S (体系)+△S (环境)≥0 “>”为自发过程;“=”为可逆过程 10.简单物理变化过程的熵变①任意物质(l,s,g 各物质的物系)的等温可逆过程:TQ S R =∆若不可逆:设计一始终态相同的可逆过程,仍用上式求解。
③等容、等压过程:等容过程④P 、V 、T 同时变化过程:这种情况一步无法计算,要分两步计算,有三种分步方法:(等温+(等温+(等压+⑤没有相变的两个恒温热源之间的热传导 )()(21T S T S S ∆+∆=∆ 首先要求出终态温度T注意(求T):绝热恒容过程用△U=△U A +△U B =0;绝热恒压过程用△H=△HA +△HB =0;11.相变过程的熵变①可逆相变过程的熵变:定温定压可逆相变过程Qr=△H 相变②不可逆相变过程的熵变:要设计可逆相变过程进行求算 12.混合过程的熵变:①B BB mix x n R S ln ∑-=∆ ②)(ln )1()2(自编B B BB mix VV R n S ∑=∆13.化学反应的熵变:①在标准压力下,298.15 K 时,根据化学反应计量方程,可以计算反应进度为1 mol 时的熵变值)(B S v Sm BB mr ΘΘ∑=∆ ②求反应温度T14.环境的熵变:环系环T Q S -=∆ △S 孤=△S 系+△S 环>0可自发。
(用熵作为判据时,体系必须是孤立体系,也就是说必须同时考虑体系和环境的熵变) 15.热力学第二定律阐明的不可逆过程的本质:一切不可逆过程都是向混乱度增加的方向进行,而熵函数可以作为体系混乱度的一种量度。
(熵函数与系统的微观状态数有关) 16.玻尔兹曼公式:S=k ln Ω17.热力学第三定律:在0 K 时,任何纯物质的完整晶体(只有一种排列方式),其熵等于零。
①同一物质,当温度升高时,其熵值增大。
(量热熵) ②同一物质的气、液、固三态相比,熵值递减。
③一个分子中,原子数目越多,熵值越大;支链越多,其熵值越大。
(构型熵)④气相反应中,分解反应熵增大;加成与聚合反应熵减小 18.规定熵:dTTC k S T S S Tp ⎰=-=∆0)0()(;20K 以下,要用德拜公式计算:C V ≈C P =αT 3升温过程有相变要分段计算:19.几个函数的定义式:①焓H=U+PV ,△H=Q p (等压无相变)②亥姆霍兹函数(功函)A=U-TS ,△A=W max (在等温、可逆条件下, 它的降低值等于体系所作的最大功)③吉布斯自由能G=H-TS 或G=A+PV ,△G=W f,max (等温、 等压、可逆条件下,它的降低值等于体系所作最大非膨胀功) 20.四个基本公式:①dU=TdS-PdV ;②dH=TdS+VdP ;③dA=-SdT-PdV ;④dG=-SdT+VdP 21.推导:22.23.12ln P P RT G =∆(定温过程);△G=0(可逆相变)24.通常用基尔霍夫方程求凝固过程中的热效应T C T H T H T Tm m d )()(21p 1r 2r ⎰+=△△△,判定能否自发用△TQQ T H m ,)(2r =,△S26.由某一温度下的△G 求另一温度下的△G :()2/T H T T G P∆-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂,则第三章1.混合物有气体混合物、液体混合物和固体混合物三类;而溶液则只有液体溶液和固体溶液两类。