大学物理化学经典课件1-1-热力学第一定律

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1、物理化学BI—绪论E-mail：wlhxzh@sas.ustb.edu.cn主讲：张恒建2021/7/21什么是物理化学1.物理变化与化学变化具有密切联系（1）化学变化常伴随着物理变化。例2：指示剂变色例1：天然气烧饭物理化学物理+化学PhysicalChemistryPhysics+Chemistry2021/7/211.什么是物理化学例3：原电池2021/7/21什么是物理化学（2）许多物理因素能引起或影响化学反应的发生例2：盐水电解例3：例1：通电2021/7/21什么是物理化学2.用物理学原理和规律可以解释许多化学现象例1

2、：升温可以增加反应速率例2：Hess定律不管化学反应是一步完成，还是分几步完成，反应的热效应总是相同的。2021/7/21什么是物理化学物理化学定义：物理化学是应用物理学的原理和方法，研究化学变化普遍规律的科学。具体而言：物理化学研究物质体系发生p、V、T变化，相变化和化学变化过程的基本原理，主要是平衡规律和速率规律以及与这些变化规律有密切联系的物质的结构及性质(宏观性质、微观性质、界面性质和分散性质等)。2021/7/21什么是物理化学其他定义：20世纪50年代，黄子卿：“一种学科，从物理现象和化学现象的联系找出物质变化的基本原理叫做

3、物理化学。”20世纪80年代初，唐有祺：“物理化学是化学学科中的一个重要学科，它借助数学、物理学等基础科学的理论及其提供的实验手段，研究化学科学中的原理和方法，研究化学体系行为最一般的宏观、微观规律和理论的学科，是化学的理论基础。”南京大学：物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手，来探求化学变化基本规律的一门学科。2021/7/21什么是物理化学研究化学变化时注意其物理实质：多元函数微分、曲线积分数学表达集物理、数学和化学于一身的一门学科。2021/7/212.物理化学的基本内容1.化学热力学化学热力学主要研究化学反应的方向、限

4、度和能量转换。例：（60000P°，1000℃，催化剂）2021/7/21物理化学的基本内容2.化学动力学化学动力学主要研究各种因素，包括浓度、温度、催化剂、溶剂、光、电等对化学反应速率影响的规律及反应机理（历程）。例：金属腐蚀豆科植物固氮2021/7/21物理化学的基本内容例：2021/7/21物理化学的基本内容3.物质结构（单独设课）主要研究物质结构与性质之间的关系。包括结构化学和量子化学两门学科。2021/7/211.热力学方法：3.物理化学的研究方法以众多质点组成的宏观体系作为研究对象，以两个经典热力学定律为基础，用一系列热力学

5、函数及其变量，描述体系从始态到终态的宏观变化，而不涉及变化的细节。经典热力学方法只适用于平衡体系。2021/7/212.统计力学方法：物理化学的研究方法用概率规律计算出体系内部大量质点微观运动的平均结果，从而解释宏观现象并能计算一些热力学的宏观性质。2021/7/21物理化学的研究方法3.量子力学方法：用量子力学的基本方程（E.Schrodinger方程）求解组成体系的微观粒子之间的相互作用及其规律，从而指示物性与结构之间的关系。2021/7/21物理化学的研究方法4.动力学方法动力学是研究过程速率的科学，如研究化学反应的速率和历程，研

6、究扩散的影响。包括宏观反应动力学和分子反应动力学。化学动力学所用的方法则是宏观方法与微观方法的交叉、综合运用，用宏观方法构成了宏观动力学，采用微观方法则构成微观动力学。2021/7/214.物理化学的建立与发展“物理化学三剑客”在《物理化学杂志》的创刊号上，同时还摘要发表了瑞典化学家S.A.Arrhenius的“电离学说”，这三人都是物理化学的重要奠基人，由于他们对物理化学的卓越贡献和研究工作中的亲密合作关系，被称为“物理化学三剑客”。2021/7/21物理化学的建立与发展二十世纪迅速发展：新测试手段和新的数据处理方法不断涌现，形成了许

7、多新的分支学科，如：热化学，化学热力学，电化学，溶液化学，胶体化学，表面化学，化学动力学，催化作用，量子化学和结构化学等。2021/7/215.物理化学学科的重要性专业基础：由国内70多位专家撰写的自然科学学科发展战略调研报告：凡是具有较好物理化学素养的大学本科毕业生，适应能力强，“后劲足”。素质教育：培养独立思考、独立解决问题的能力。“授之以渔”：学习前人提出问题、解决问题的逻辑思维方法，反复体会感性认识和理性认识的相互关系2021/7/216.物理化学课程的学习1.注重公式和概念2.注重理论联系实际演算习题诺贝尔奖获得者西侬在回答学

8、生提问时指出：“优秀的学生……做完一道题后返回去追问：为什么我做了这么长时间？我最后发现的通向正确道路的线索是什么？以后再遇到同类的问题怎样才能尽快地解出？这就学会了解题的方法。因此，很多东西是通过解题之后