物理化学复习提要(修改稿,上) - 副本

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1、丽水学院化学化工系《物理化学》课程复习提要第一章热力学第一定律一、本章基本要求了解动力学的方法和特点，特别是了解状态函数、准静态过程和可逆过程的概念和特点。其次是了解热力学第一定律的一些应用，如热化学和理想气体在几种不同过程中功和热量的计算；以及本章所学的状态函数改变值的计算。能熟练地应用生成焓、燃烧热来计算反应焓变。会应用Hess定律和Kirchhoff定律。二、重要概念本章的主要概念包括：1.系统(system)与环境（surroundings）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，亦称为体系或物系

2、。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。系统的分类根据系统与环境之间物质与能量的交换关系，把系统分为三类：隔离系统，封闭系统，敞开系统。（1）敞开系统（opensystem）系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换（2）封闭系统（closedsystem）系统与环境之间无物质交换，但有能量交换（3）隔离系统（isolatedsystem）系统与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为孤立系统。2.状态（state）与状态性质（状态函数）（statefunction）状态：某一热力学系统的状态是该系统的物理性质和化学性质的综合表现。体系的全部状态性质规定了体系的一种状态

3、，也称热力学状态。系统的热力学状态是用宏观可测性质来描述，故这些性质又称为状态性质或热力学变量。所以，状态函数是系统的一些性质，其数值仅取决于系统所处的状态，而与系统的历史无关；它的变化值仅取决于系统的始态和终态，而与变化的途径无关。另外，状态函数在数学上具有全微分的性质。状态性质可分为二类：（1）广度性质（extensiveproperties）又称为容量性质，它的数值与系统的物质的量成正比，如：V，U，H，S，A，G等。这种性质有加和性。（2）强度性质（intensiveproperties）它的数值取决于系统自身的特点，与系统的数量无关，不具有加和性，如：温度、压力等。应注意的关系

4、：容量性质与物质的量之比为强度性质；如：摩尔体积是体积与物质的量之比，是强度性质。两容量性质之比为强度性质。密度是质量与体积之比，是强度性质。第32页丽水学院化学化工系《物理化学》课程复习提要3.状态方程（equationofstate）系统状态函数之间的定量关系式称为状态方程例如，理想气体的状态方程可表示为：pV=nRT。4.热力学平衡态当系统的诸性质不随时间而改变，则系统就处于热力学平衡态，它包括下列几个平衡：热平衡（thermalequilibrium）：系统各部分温度相等；力学平衡（mechanicalequilibrium）：系统各部的压力都相等，边界不再移动。如有刚壁存在，虽

5、双方压力不等，但也能保持力学平衡；相平衡（phaseequilibrium）：多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变；化学平衡（chemicalequilibrium）：反应系统中各物的数量不再随时间而改变。5.过程(process)和途径(path)过程：在一定的环境条件下，系统发生了一个从始态到终态的变化，称为系统发生了一个热力学过程。途径：从始态到终态的具体步骤称为途径。常见的变化过程有：（1）等温过程：T1=T2=T环（2）等压过程：p1=p2=p环（3）等容过程：dV=0（4）绝热过程：Q=0（5）环状过程或循环过程：系统从始态出发，经一系列变化又回到始态的过程。特点：状态

6、函数的改变值为0。6.热（heat）和功（work）系统与环境之间因温差而传递的能量称为热，用符号Q表示。Q的取号：系统吸热，Q＞0；系统放热，Q＜0热的本质是分子无规则运动强度的一种体现。计算热一定要与系统与环境之间发生热交换的过程联系在一起，系统内部的能量交换不可能是热。系统与环境之间传递的除热以外的其他能量都称为功，用符号W表示。W的取号：环境对系统作功，W＞0；系统对环境作功，W＜0。注意点：Q和W的单位都用能量单位“J”表示Q和W都不是状态函数，其数值与变化途径有关。Q和W的微小变化用符号“δ”而不能用“d”表示。7.热力学能或内能(thermodynamicenergy)热力

7、学能是指系统内部能量的总和。包括分子运动的平动能、分子内的转动能、振动能、电子能、核能以及各种粒子之间的相互作用位能等。8.焓(enthalpy)焓是人为定义的一个状态函数。为什么要定义焓？为了使用方便，因为在等压、不做非膨胀功的条件下，焓变等于等压热效应Qp。焓的定义式为：H=U+pV焓是状态函数。因定义式中焓由状态函数组成。焓不是能量，虽然具有能量的单位，但不遵守能量守恒定律。9.准静态过程（guasi-staticproces