物理化学电子教案-第一章

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1、物理化学电子教案－第一章热力学基础学习目标1.掌握理想气体的pVT行为、理想气体的模型。2.理解真实气体的pVT行为、真实气体的状态方程。3.掌握热力学基本概念第一章热力学基础§1.1理想气体状态方程§1.2理想气体混合物两个定律§1.3真实气体§1.4气体液化§1.5热力学基本概念§1.1理想气体状态方程1.理想气体状态方程波义耳定律盖-吕萨克定律阿伏加德罗定律整理可得如下方程：或2.理想气体微观模型（1）分子本身没有体积（2）分子间没有相互作用力真实气体只有在高温、低压下才可近似看作理想气体。返回§1.2理想气体混合物的两个定律1.道

2、尔顿分压定律对于任何气体混合物，分压为对于理想气体混合物2.阿玛格分体积定律对于任何气体混合物，有对于理想气体混合物，有分体积摩尔分数3.混合物的平均摩尔质量混合物的摩尔质量定义为返回§1.3真实气体1.真实气体的p、V、T性质一些真实气体的pVm-p恒温线2.真实气体状态方程－范德华方程从以下两个方面进行修正：①体积修正项②压力修正项许多气体在中压范围内，能够很好地服从范德华方程，计算精度要高于理想气体状态方程。但在压力较高时，范德华方程还不能满足工程计算上的需要。返回§1.4气体的液化1.恒温线（1）t>31.1℃（2）t=31.1℃

3、（3）t<31.1℃2.液体的饱和蒸气压在一定温度下，与液体成平衡的饱和蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。纯物质的饱和蒸气压只与温度有关。几点说明⑴温度一定时，只有一个平衡压力。⑵水平线右端点Vm（气）,T升高，左移；左端点Vm（液），T升高，右移。⑶T升高，水平段升高，对应压力增大。⑷K为临界点，饱和气体和饱和液体无区别的点。3.临界参数临界温度（Tc）:使气体能够液化所允许的最高温度。临界压力（pc）:在临界温度下时的饱和蒸气压。是在临界温度下使气体液化所需要的最低压力。临界摩尔体积（Vm,c）:是在临界温度和临界压力下物质的摩尔体积。

4、4.液化的原因（1）分子间存在引力，彼此吸引而聚集；（2）分子的热运动使它们倾向于彼此分离。返回§1.5热力学基本概念1.系统与环境2.状态与状态函数3.过程与途径4.热5.功6.热力学能1.系统与环境系统(物系.体系)：作为研究对象的物质及其所在的空间环境(外界)：系统以外与之密切相关物质及其所在的空间三种系统1)隔离系统:体系与环境间既无能量交换又无物质交换.2)封闭系统:体系与环境间有能量交换无物质交换.3)敞开系统:体系与环境间有能量交换又有物质交换.三种系统2.状态与状态函数状态：热力学系统所指的状态，是由系统的性质所确定的。这

5、些性质是指化学成分，数量，形态（固，液，气），P，T，V，U，S，A，G等。状态函数：描述系统状态的宏观性质（如P，T，V，U，S，A，G等）。状态函数状态函数的特征当系统的状态变化时，状态函数的改变量只决定于系统的始态和终态，而与变化的过程或途径无关。状态函数的改变量=终态函数值－始态函数值。ΔT=T2－T1，ΔU=U2－U13.过程与途径过程：在一定环境条件下，系统由始态变化到终态的经过。途径：系境由始态变化到终态所经历的过程的总和。典型过程恒温过程：T1=T2=T环=恒定值恒压过程：p1=p2=p环=恒定值恒容过程：v1=v2=恒定

6、值绝热过程：Q=0循环过程：循环过程中，所有的状态函数的改变量均为零可逆过程：可逆过程是一个理想过程4.热热：由于系统与环境间温度差的存在面引起的能量传递形式，称为热，以符号Q表示。规定：系统从环境吸热取正值，即Q＞0系统向环境放热取负值，即Q＜05.功功：系统与环境之间传递能量的方式有热和功，除热以外的其它能量都称为功，用符号W表示。功可分为体积功和非体积功两大类。W的取号：W＞0环境对系统作功(环境以功的形式失去能量)W＜0系统对环境作功(环境以功的形式得到能量)W不是状态函数,不能以全微分表示,微小变化过程的功,用δW表示,不能

7、用dW。体积功：系统体积V变化时与环境传递的功以W表示；非体积功：体积功以外的其它功,以W’表示,如,机械功,电功,表面功等6.热力学能定义：系统整体运动的动能、在外力场中的势能以及系统的热力学能构成了系统的总能量。（1）分子内部的动能：是系统内分子热运动的能量，是温度的函数。（2）分子间相互作用的势能：是分子间相互作用而具有的能量，是体积的函数。（3）分子内部的能量：是分子内部各种微粒运动的能量与微粒间相互作用的能返回练习题1.左右两容器，容器间有一活拴，左侧为氧气（2dm3，200K，3*101.3KPa），右侧为氮气（4dm3，60

8、0K，9*101.3KPa），打开活拴，两种气体混合，温度为400K计算此气体混合物中氧和氮的分压及混合物的总压。（设为理想气体）（答案：202650Pa，607850Pa）2.3.897×1