食品物理化学绪论.ppt

《食品物理化学绪论.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、物理化学多媒体CAI物理化学教学纲要物理化学概论物理化学研究的内容主要分成四大部分：1.化学热力学研究物质变化（p、V、T变化、相变化、化学变化)的能量效应(功与热)和变化的方向与限度，即有关能量守恒和物质平衡的规律。2.量子力学研究微观系统的运动状态。对微观系统建立薛定谔方程，解出波函数Ψ及能量E，Ψ2表示微观系统中粒子在空间位置(x,y,z)附近的微体积元dτ内的概率密度。将量子力学原理应用于化学则构成了量子化学。3.统计热力学从组成系统的大量粒子(原子、分子和离子)的微观性质(如质量,转动惯量,振动频率等)出发，利用统计方法，研究大量微观粒子的平均行为，从而利用组成

2、系统的大量粒子的微观性质来求算系统的宏观性质，用以解决系统的平衡规律或变化速率规律。物理化学：有时也叫理论化学，它是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探求化学的基本规律的一门学科。主要从理论上探讨物质结构与其性能之间的关系：化学反应的可能性，限度，反应机理和反应速度及控制反应的条件。0.１物理化学研究的内容4.化学动力学研究各种因素(浓度、温度、催化剂、溶剂、光、电等)对化学反应速率的影响规律及反应机理(反应的具体步骤、元反应)。此外还有结构化学、界面现象、胶体分散系统与粗分散系统、电解质溶液与电化学系统，其内容范畴和研究方法则从属于以上四大部分。其中，界面现象，胶体分散系统

3、与粗分散系统合称胶体化学。其对我们农科，食品学科也是非常重要的内容。后面我们主要讲授。热力学研究的对象和基本概念体系（System）和环境（surroundings）体系：用于研究的对象（包括物质和空间）环境：体系以外与体系密切相关的物质或者空间根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类：（1）敞开体系（opensystem）体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。（2）封闭体系（closedsystem）体系与环境之间无物质交换，但有能量交换。（3）孤立体系（isolatedsystem）体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离体系。有时把封闭体系和体系影响所及的环

4、境一起作为孤立体系来考虑。状态和状态函数状态：体系一切性质的总和，如温度，压力，体积，组成。热力学所指的状态一般均指热力学平衡状态状态函数:体系的一些性质，其数值仅取决于体系所处的状态，它的变化值仅取决于体系的始态和终态，而与变化的途径无关。具有这种特性的物理量称为状态函数（statefunction）。状态函数在数学上具有全微分的性质。状态方程：描述均相体系状态函数之间的定量关系式P=f(T,V)体系的性质用于描述体系热力学状态的宏观性质称为体系的性质，又称热力学变量强度性质（intensiveproperties）它的数值取决于体系自身的特点，与体系的物质的量无关，不具有加和性

5、，如温度、压力等。广度性质（extensiveproperties）它的数值与体系的物质的量成正比，如体积、质量、熵等。这种性质有加和性。指定了物质的量的广度性质即成为强度性质，如摩尔热容，摩尔体积等。W=-P外dv3。功与过程膨胀过程与功⑴自由膨胀过程⑵一次恒外压膨胀过程⑶多次恒外压膨胀过程⑷外压与体系的压力差为dp的膨胀过程忽略二阶无穷小量dpdV对于理想气体这种过程近似地可看作可逆过程，体系对环境所作的功最大（绝对值最大）。4.可逆过程体系经过某一过程从状态（1）变到状态（2）之后，如果能使体系和环境都恢复到原来的状态而未留下任何永久性的变化，则该过程称为热力学可逆过程。否则

6、为不可逆过程。其特点是：⑴可逆过程是由一系列连续微变的平衡态所构成。⑵若变化循原过程的逆过程进行，体系和环境均复原。⑶在等温可逆膨胀过程中体系对外做最大膨胀功，在等温可逆压缩过程中环境对体系做最小压缩功上述准静态膨胀过程若没有因摩擦等因素造成能量的耗散，可看作是一种可逆过程。过程中的每一步都接近于平衡态，可以向相反的方向进行，从始态到终态，再从终态回到始态，体系和环境都能恢复原状。2.定容热、定压热及焓(1)定容热QV＝U或δQV＝dU（1-12）式(1-12)表明：在定容且W′＝0的过程中，封闭系统从环境吸的热在量值上等于系统热力学能的增加。定容且W'＝0的过程，W＝0或δW＝

7、0△U=Q+W功可分为两大类，一类为膨胀功，W。一类为非膨胀功W’。du=δQ+δW=δQ+（-pdv+δW’）3、热力学第一定律在理想气体上的应用见教材P9页焦耳实验得出结论：pg气体的内能、焓都只是温度的函数。即：(эU/эP)T=0;(эU/эV)T=0;(эH/эP)T=0;(эH/эV)T=0;4、热容C=δQ/dT;摩尔热容Cm=C/n⑴摩尔恒容热容Cv,m=(δQV/n.dT)=(эUm/эT)VΔU=QV=n∫Cv,mdTΔU=n∫Cv,mdT（封闭体