【5A文】名校考研之物理化学课件.ppt

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1、热力学（宏观）统计热力学量子力学（微观）动力学【5A文】名校考研之物理化学课件电化学表面化学胶体化学热力学热力学第一、第二定律。多组分体系热力学相平衡化学平衡动力学宏观反应动力学反应速率理论电化学表面及胶体化学统计热力学从宏观、整体的角度对体系进行研究，讨论宏观热力学性质的关系热力学(Thermodynamics)研究对象是由大量粒子组成的宏观体系不关心粒子的微观行为，只关心他们表现出来的宏观统计平均行为1.体系(system):被研究的对象环境(surrouding):与体系相关联的事物严格地说:体系+环境=宇宙实际处理：与体系相互作用的部分称为环境。3基本概念绝热容器水电加热器电

2、源电路如图:体系和环境可划分为:(1)体系:电源+容器+加热器+水环境:其它(2)体系:容器+水+加热器环境:电源(3)体系:水+加热器环境:容器+电源(4)体系:水环境:电源+容器+加热器热力学上因体系与环境间的关系不同而将其分为三种不同的类型:开放体系(opensystem):体系与环境之间既有能量又有物质的交换封闭体系(closedsystem):体系与环境间只有能量的交换没有物质的交换隔离体系(isolatedsystem):体系与环境间既无能量又无物质的交换4体系的分类一个绝热容器原处于真空状态，用针在容器上刺一微孔，使298.2K、的空气缓缓进入，直至压力达平衡，求此时容

3、器内空气的温度（设空气为理想气体。P0T0V1V0解：在绝热箱上刺一小孔后，n摩尔空气进入箱内，在此过程中体系做净功为－p0V0＝－nRT0,绝热过程Q＝0又理想气体任何过程设空气为双原子理想气体当体系所有热力学性质具有确定数值时，我们称体系处于一定的状态。2.状态与状态函数反之，当体系处于某一状态时，体系热力学性质具有确定的数值1234…Z1Z2Z3Z4…热力学性质Z状态热力学性质＝f(状态）需要几个变量描述体系状态：单组分单相体系2个N组分单相体系N＋1个多组分多相体系f=C－F＋2状态函数的性质：1.体系状态确定，状态函数值便被确定；2体系经历一过程的状态函数改变量，只取决于体

4、系的始末两态。pVABⅠⅡ如图：体系分别沿途径1和途径2从始态A到达末态B，体系的任一状态函数Z，有：Z1＝Z2=ZB-ZA状态函数口诀：殊途同归，值变相等；周而复始，值变为零。1mol单原子分子理想气体经历如下途径从300K，10po膨胀至300K，1po，求各途径的Q,W,DU,DH,DS（1）恒温可逆膨胀；（2）等温反抗恒外压1po膨胀；（3）向真空膨胀。300K10po300K1po始态末态123将某纯物质的液体用活塞密封在一个绝热的筒内，其温度为T0，活塞对液体的压力正好是该液体在T0时的蒸气压P0，假设该液体的物态方程为：将该液体经绝热可逆过程部分气化，使液体温度降到

5、T，此时液体蒸气压为P，试求气化的摩尔分数为，DS=0T0p0n(l)Tp(n-m)lmgTp0n(l)Tp(n-m)lml广度量:其数值不仅与体系的性质有关,与体系的大小也有关.如体积V,物质的量n等.强度量:其数值与体系大小无关.如温度T,压力p等.一般而言,两个广度量的比值是一强度量,如:=G/V热力学平衡态:1.力平衡:体系处处压力(p)相等,且与环境相等2.热平衡:体系处处温度(T)相等,且与环境相等3.相平衡:体系内各相间处于平衡相变()4.化学平衡:体系内各化学反应达平衡()A.热(heat)：体系与环境间因温差的存在而传递的能量称为热。热的符号为Q体系放热为负；

6、体系吸热为正。3.过程与过程量功(work)：以其它形式所传递的能量.功的符号为W,体系对外做功为正；环境对体系做功为负.过程量特征：（1）伴随过程出现；（2）其数值与具体过程有关功的种类广义力广义位移功的表达式机械功fdlW=fdl体积功pdVpdV电功EdQEdQ表面功dAdA化学功dndn在物理化学中，最常见的功体积功，因体系的体积发生变化所引起的功。除体积功之外的一切功，在物理化学中统称为有用功。功的一般表达式为：W＝XdxX是广义力：可以是牛顿力、压强、电压等；dx是广义位移：可以是距离、体积、电量等。体积功的计算：基本公式：体积功是体系反抗外压所作的功；或者是环

7、境施加于体系所作的功。体系在恒定外压下一次膨胀到末态.体系在恒定外压p’下膨胀到中间态，然后在外压等于p2下膨胀至末态。恒温可逆膨胀例：（1）反抗恒外压膨胀（2）先反抗恒外压p’膨胀至V’，再反抗恒外压p2膨胀至V2（3）恒温可逆膨胀（4）沿途径p=a+b*V可逆膨胀常见过程（1）恒温过程：T始＝………＝T终＝T环境（dT＝0）等温过程：T始＝T终＝T环境（2）恒压过程：p始＝………＝p终＝p环境（dp＝0）等压过程：p始＝p终＝p环境恒外压过程：p外不变