物理化学：气体的pVT关系.ppt

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1、1§0.1物理化学一门无处不在的学科化学是自然科学中的一门重要学科，是研究物质的组成、性质与变化的科学。由于化学研究的内容几乎涉及到物质科学和分子科学的所有方面，因而近年来开始被人们称之为“中心科学”。物理化学是化学的理论基础，概括地说是用物理的原理和方法来研究化学中最基本的规律和理论，它所研究的是普遍适用于各个化学分支的理论问题，所以物理化学曾被称为理论化学。绪论2物理化学形成于十九世纪下半叶，那时的资本主义在蒸汽机的带动下驶入了快速行进的轨道，科学与技术都在这一时期得到了高度发展，自然科学的许多学科，包括物理化学，都是在这一时期发展建立起来的。十

2、八世纪中叶罗蒙诺索夫首先提出物理化学一词；1887年Ostwald(德)和VantHoff(荷)创办<>。从此“物理化学”这个名词逐渐被普遍采用。3化学从一开始就与工业生产、国民经济紧密相联。例如：钢铁的冶炼；煤炭燃烧产生能量带动蒸汽机的运转。这些推动人类历史发展的重要动力都是通过化学反应来实现的。人们最关心的化学问题：怎样通过化学反应来生产产品和获取能量？——这正是物理化学所研究的基本问题。4经典物理化学的核心是化学热力学和化学动力学。热力学第一定律——能量转化守恒的定律。可用于计算化学反应在特定

3、条件下进行时，放出或吸收的能量；热力学第二定律——过程进行方向和限度的判据。可用于计算判断化学反应进行的方向和限度，反应的最终转化率为多少；化学动力学——研究化学反应速率的科学。揭示化学反应进行的快慢，研究影响反应速度的因素，帮助人们经济合理地利用化学反应来生产产品或获取能量。5物理化学从它被建立起就被广泛地用于工业生产和科学研究，发挥了巨大的理论指导作用。二次世界大战以后石油工业迅速发展，促进了物理化学在催化、表面化学和电化学等领域的发展和应用。反过来，工业技术和其它学科的发展，特别是电子技术及各种物理测试手段的出现，反过来都极大地促进了物理化学的发展

4、。人类对自然界的好奇与探索是永无止境的，人们从未满足过在宏观上对化学反应规律的认识，一直在努力探索和揭示化学变化在微观上的内在原因，探知分子、原子的结构及运动与化学反应的关系，这促成了物理化学的又一个分支结构化学与量子力学的发展。6量子力学的发展不仅使人们对微观世界的认识更加深入，而且它彻底改变了世界的面貌，它比历史上任何一种理论都引发了更多的技术革命。核能、计算机技术、新材料、新能源技术、信息技术……，这些都在根本上和量子论密切相关。在化学、物理、材料、生物、医药等几乎所有学科领域中被广泛使用的现代光谱、能谱等尖端分析技术，其理论基础都是建立在量子

5、力学之上的。人们在赞美仪器的精密和技术的先进时，往往忘记了它来源于物理化学的巨大贡献。有人惊呼物理化学已经成为“消失于无处不在的学科”。7化学热力学（宏观的方法）量子力学（微观的方法）统计力学如何将宏观与微观世界联系起来？统计热力学从微观层次阐明了热力学、动力学的基本定律和热力学函数的本质以及化学系统的性质和行为，不仅使人们对物质本质及化学过程的认识大大深化，并使计算化学有了飞跃的发展，为人们实现通过计算代替实验来研究化学的梦想打下了基础、打开了大门。8化学热力学、化学动力学、量子力学、统计力学——构成物理化学的四大基础上册第一章气体的pVT关系第二章热

6、力学第一定律第三章热力学地二定律第四章多组分热力学第五章化学平衡第六章相平衡下册第七章电化学第八章量子力学基础第九章统计热力学初步第十章界面现象第十一章化学动力学第十二章胶体化学9在化学已渗透到几乎所有物质学科领域的今天，人们几乎无时无刻不在使用着物理化学的基本原理和强有力的实验方法，物理化学已成为一门无处不在的学科，成为所有与化学有关的人们的共同语言。§0.2学习物理化学的要求及方法（1）要站在学科的高度纵观物理化学的主要线条；（2）要认真对待每一个具体的基本概念和公式定理；（3）要领会物理化学解决实际问题的科学方法。10§0.3物理量的表示及运算1)

7、物理量X包括数值和单位例：T298Kp101.325kPa同量纲的可用＋，－，＝运算物理量＝数值单位1.物理量的表示(数值为没有单位的纯数)2)作图列表时应用纯数例：以lnp~1/T作图ln(p/kPa)K/T11计算时先写出量方程式，再代入数值和单位计算例：lnx，ex中的x是物理量除以单位后的纯数xx/[x]如：lnpln(p/kPa)为简便起见，公式中有时将单位省略2.对数中的物理量3.量值计算12第一章气体的pVT关系13物质的聚集状态气体液体固体V受T、p的影响很大联系p、V、T之间关系的方程称为状态方程物理化学中主要讨论气体的状态方

8、程气体理想气体实际气体n确定：f(p,V,T)=0n不确定：f(p,V,T,n)