物理化学上册_天津大学编写_第五版课件.ppt

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1、物理化学PhysicalChemistry物理化学多媒体课件孙雯1绪论Preface2化学无机化学分析化学有机化学物理化学高分子化学物理化学是化学学科的一个分支生物化学一、什么是物理化学?3化学反应原子、分子间的分离与组合热电光磁温度变化压力变化体积变化化学物理学密不可分状态变化热学、电学、光学、磁学是物理学的重要分支4物理现象化学现象物理化学用物理的理论和实验方法研究化学变化的本质与规律5二、物理化学要解决的问题化学反应的方向与限度问题－热力学化学反应进行的速率和机理问题－动力学物质的性质与其结构之间的关系问题－物质结构三

2、、物理化学研究的方法热力学方法量子力学的方法统计的方法6物理化学课程的内容热力学基本定律第一定律第二定律应用多组分系统—溶液相平衡化学平衡可逆电池表面化学胶体动力学宏观动力学微观动力学电极过程动力学统计热力学7四、物理化学的建立与发展十八世纪开始萌芽：从燃素说到能量守恒与转化定律。俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学”这一术语。МВЛомоносов8十九世纪中叶形成：1887年俄国科学家W.Ostwald（1853～1932）和荷兰科学家J.H.van’tHoff（1852～1911）合办了第一本“物理化学杂志”。W.O

3、stwald(1853～1932)J.H.van’tHoff(1852～1911)1887，J.ofPhysicalChemistry(ingunman)9二十世纪迅速发展：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。近代化学的发展趋势和特点：(1)从宏观到微观(2)从体相到表相(3)从定性到定量(4)从单一学科到交叉学科(5)从研究平衡态到研究非平衡态10学科间相互渗透、相互结合，形成了许多极具生命力

4、的边缘学科，化学与材料化学与环境化学与能源化学与生活化学与生命当今科学研究的四大方向：能源、材料、环境、生命化学分支的重新划分生物化学合成化学测试化学物理化学11五、对本门课程学习的要求要注重对概念的理解与掌握掌握公式的使用条件与记住公式同等重要要善于归纳与总结重视实践环节每两次课交一次作业主要参考书《物理化学》上、下册（第五版）南京大学物理化学教研室傅献彩《物理化学》上、下册（第四版）胡英《物理化学练习500例》（第二版）李大珍《物理化学解题指南》李文斌（天大）12第一章气体的pVT性质物质的聚集状态气体液体固体V受T、p

5、的影响很大V受T、p的影响较小联系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程气体理想气体实际气体Chapter1thepVTrelationshipsofgases13100℃、101325Pa下水蒸气的体积大致是水体积的1603倍其中气体的流动性好，分子间距离大，是理论研究的首选对象。14§1.1理想气体状态方程1.理想气体状态方程低压气体定律：（1）玻义尔定律(R.Boyle,1662):pV＝常数（n,T一定）（2）盖.吕萨克定律(J.Gay-Lussac,1808)：V/T＝常数(n,p一定

6、)（3）阿伏加德罗定律（A.Avogadro,1811)V/n＝常数(T,p一定)TheStateEquationofIdealGas15以上三式结合理想气体状态方程pV=nRT单位：pPaVm3TKnmolRJmol-1K-1R摩尔气体常数molegasconstantR＝8.314510Jmol-1K-116理想气体状态方程也可表示为：pVm=RTpV=(m/M)RT以此可相互计算p,V,T,n,m,M,(=m/V)R＝8.314J·K-1·mol-1＝0.08206atm·l·K-1·mol-1＝

7、1.987cal·K-1·mol-1理想气体：在任何温度与压力下都能严格服从理想气体状态方程的气体。17过程方程当理想气体经一过程从状态1变到状态2，则p/PaV/m318理想气体模型及定义themodleanddefinitionofidealgas（1）分子间力吸引力排斥力分子相距较远时，有范德华力；分子相距较近时，电子云及核产生排斥作用。E吸引－1/r6E排斥1/rnLennard-Jones理论：n=12式中：A－吸引常数；B－排斥常数19（2）理想气体模型a)分子间无相互作用力b)分子本身不占体积理想气体定义：

8、服从pV=nRT的气体为理想气体或服从理想气体模型的气体为理想气体（低压气体）p0理想气体203.摩尔气体常数RmolegasconstantRR是通过实验测定确定出来的例：测300K时，N2、He、CH4pVm~p关系，作图p0时：pVm=2494.35JmolR=pVm/T=8