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时间:2018-08-04
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1、物理化学复习提纲第一章气体的PVT关系第二章热力学第一定律一、重要概念系统与环境,隔离系统,封闭系统,敞开系统,广延性质或容量性质(加和性:V,U,H,S,A,G),强度性质(摩尔量,T,p),功W,热Q,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(纯态,),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=2.热力学第一定律:DU=Q+W,或dU=3.焓的定义:H=U+pV4.热容:定容摩尔热容CV,m=QV/dT=(¶Um/¶T)V定压摩尔热容Cp,m=Qp/dT=(¶Hm/¶T)P理性气体:Cp,m-
2、CV,m=R;凝聚态:Cp,m-CV,m≈0理想单原子气体CV,m=3R/2,Cp,m=CV,m+R=5R/25.标准摩尔反应焓:由标准生成焓DfHBq(T)或标准燃烧焓DcHBq(T)计算DrHmq=SvBDfHBq(T)=-SvBDcHBq(T)6.基希霍夫公式(适用于相变和化学反应过程)DrHmq(T2)=DrHmq(T1)+DrCp,mdT7.恒压摩尔反应热与恒容摩尔反应热的关系式Qp-QV=DrHm(T)-DrUm(T)=SvB(g)RT8.理想气体的可逆绝热过程方程:,γ=Cp,m/CV,m三、各种过程Q、W、DU、DH的计算1.解题时可能要用到的内容(1)对于气体,题目没有
3、特别声明,一般可认为是理想气体,如N2,O2,H2等。恒温过程dT=0,DU=DH=0,Q=W;非恒温过程,DU=nCV,mDT,DH=nCp,mDT,单原子气体CV,m=3R/2,Cp,m=CV,m+R=5R/2(2)对于凝聚相,状态函数通常近似认为与温度有关,而与压力或体积无关,即DU≈DH=nCp,mDT2.恒压过程:p外=p=常数,无其他功W'=0(1)W=-p外(V2-V1),DH=Qp=nCp,mdT,DU=DH-D(pV),Q=DU-W(2)真空膨胀过程p外=0,W=0,Q=DU理想气体结果:dT=0,W=0,Q=DU=0,DH=0(3)恒外压过程:首先计算功W,然后计算D
4、U,再计算Q,DH。3.恒容过程:dV=0W=0,QV=DU=nCV,mdT,DH=DU+VDp4.绝热过程:Q=0(1)绝热可逆过程W=pdV=DU=nCV,mdT,DH=DU+DpV理想气体:,γ=Cp,m/CV,m(2)绝热一般过程:由方程W=p外dV=DU=nCV,mdT建立方程求解。5.节流过程(等焓过程):DH=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≠06.相变过程:(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T1下的相变焓计算另一温
5、度下的相变焓TDHmq(T2)=DHmq(T1)+DCp,mdT(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。7.化学过程:标准反应焓的计算(1)由298.15K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,然后利用基希霍夫公式计算另一温度T时的标准反应焓。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
6、)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DH=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:=-W/Q1=(Q1+Q2)/Q1=1-T2/T12.卡诺定理:任何循环的热温熵小于或等于0不可逆可逆 Q1/T1+Q2/T2≤0 不可逆可逆克劳修斯(R.Clausius)不等式:DS≥3.熵的定义式:dS=Qr/T4.亥姆霍兹(helmholtz)函数的定义式:A=U-TS5.吉布斯(Gibbs)函数的定义式:G=H-TS,G=A+pV6.热力学第三定
7、律:S*(0K,完美晶体)=07.过程方向的判据:(1)恒温恒压不做非体积功过程(最常用):dG<0,自发(不可逆);dG=0,平衡(可逆)。(2)一般过程用熵判据:DS(隔离系统)>0,自发(不可逆);DS(隔离系统)=0,平衡(可逆)。(3)恒温恒容不做非体积功过程:dA<0,自发(不可逆);dA=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:Wr=DTA,Wr'=DT,VA,(2)恒温恒压过程非体积功:Wr
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