物理化学电子教案

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1、物理化学电子教案绪论*物理化学是化学的分支学科。建立在物理学理论（热力学、统计力学、量子力学）的基础上：依靠物理学理论。依靠物理学的研究方法。通过研究物理现象与化学现象的联系寻找化学变化的一般规律。研究对象：物质的变化（相变化、化学变化）*课程研究内容化学热力学学科内容化学动力学物质结构：量子化学、结构化学化学热力学：研究物质变化引起的能量转化及变化可能性问题状态状态函数与时间无关（不涉及时间量）与变化途径无关化学动力学：研究化学变化的速率问题直接与时间有关与变化途径有关（反应历程）*学习方法追求对物理化学理论的认识、理解基本概念理论建立在

2、基本概念基础之上定义一些基本量（物理概念）建立形成模型以内能为例强调对基本概念的深入理解至关重要基本原理规律（主要内容要求理解）公式实验理论的证实、理论的修正依靠实验手段*物理量物理量大小表示成数值×单位物理量=数量×量纲单位与量纲概念的差别单位：单位大小的物理量（尺子）量纲：代表物理量的属性（除大小以外的内涵）物理量的运算规则：（与量纲有关）①量纲不相同的物理量之间不可以做加减运算。②带有量纲的物理量不可以直接做对数和指数运算。Ch1.气体的PVT关系纯物质:压力P、体积V与温度T三者相关（其中两个量是独立的）若其中两个量确定，第三个量随

3、之确定V＝f（P，T）找到明确的函数关系，称为状态方程对气体这一简单方式进行研究§1.1理想气体状态方程PV＝nRT或＝RT＝V/nR：摩尔气体常数（R＝8.3145J•mol-1•K-1）普通气体常数理想气体模型：（1）分子间无相互作用(2)分子本身不占有体积真实气体的压力趋于零时可以看成理想气体理想气体状态方程一般用于低压（常压）下气体真实气体与理想气体存在差距§1.2理想气体混合物A－B混合物摩尔分数,＝/（＋），＝/（＋），＝1分压PA＝••P,PB=•PA：理想气体，B：理想气体，A-B：理想气体PAV＝,PBV＝道尔顿定律PVA

4、＝，PVB＝阿玛加定律§1.3气体的液化及临界参数1.液体的饱和蒸汽压2.临界参数与气体液化C点-临界点是一个状态临界温度（能液化的最高极限温度）时气体不能液化临界压力临界摩尔体积，，为临界参数＝0，＝0为临界点应满足的条件§1.4真实气体状态方程V＝f（P，T）或f（P，T，V）＝0具体表示这种函数关系的方程式1.－P图2.范德华方程用理想气体模型加以简单修正＝RT→－b气体分子本身占有体积气体分子自由活动空间体积小于b与气体分子本身占据的体积有关P→P+a与气体分子间有相互吸引作用若相互吸引作用不存在将导致压力更大修正后范德华方程（a,

5、b为范德华参数）还原成理想气体状态方程范德华方程应用与中压（10几个大气压以下）的条件下3.维里方程用级数式表示～或～P的函数关系＝RT（1+…）＝RT(1＋B′P＋C′P2＋D′P3＋…）B、B′第二维里系数C、C′第三维里系数D、D′第四维里系数时，还原成理想气体状态方程§1.5对应状态原理及普遍化压缩因子图普遍化对所有气体都适用的1压缩因子若一般情况下RT，设Z＝，=ZRT，Z为压缩因子理想气体Z＝1维里方程Z＝1+…Z＝1＋B′P＋C′P2＋D′P3＋…2．对应状态原理，＝/,=T/对比压力对比体积对比温度统称对比参数，，代表对应状

6、态各种不同的气体，只要对比参数中的两个相同，则第三个大致相同，这就是对应状态原理。＝f（，）或f（，，）＝0对各种不同气体是同一个函数关系具体函数关系为普遍化状态方程其中不存在与物性有关的参数1.普遍化压缩因子图Z＝＝＝＝在0.27～0.29之间近似为常数＝f（，）Z是，的函数不同气体，相同，Z大致相同普遍化压缩因子图Ch2.热力学第一定律能量守恒的原则，包括热、功、热力学能在内§2.1热力学基本概念1.系统和环境物质划分研究对象为系统，其余为环境系统与环境间关系相互影响，传递物质、能量系统的变化用状态的改变表达物质交换能量交换封闭系统无有

7、物质的多少确定隔离系统无无能量多少也确定敞开系统有有有物流、能流2.状态和状态函数状态:所有的性质都不变状态函数：性质随状态而变X=f(状态)若干个性质决定（代表）状态X=f（T,P）热力学量－性质－状态函数变化与途径无关，仅与状态有关X＝f(T,P)全微分＝广度量：与物质数量成正比，V，m等强度量：与物质数量无关，T，P等如：，将系统与环境隔离，系统性质仍不改变，此时的状态为平衡态。平衡态热平衡T相同力平衡P相同相平衡化学平衡一般所讨论的状态都是指平衡态。3.过程和途径过程：笼统地指变化模式途径：详细地指具体步骤状态1状态2状态3热力学研

8、究具体问题的特征性方式是：过程可设计成若干种途径，步骤中可经过实际的或设想的一个或几个中间态。§2.2热力学第一定律1.功W广义功机械功＝力×位移体积功=压力×体积的变化电功=电