清华大学物理化学031 PPT课件

物理化学幻灯片PPT课件

出现了2个方向，一个是用反应速率来测定亲和力，一个是用反应热效应来度量亲和力。前一个方向就导致
质量作用定律的发现，后一个导致动态平衡观念的确立。
瑞典化学家贝格曼于1775年列出化学亲和力表
（认识到数量对反应结果的影响）
法国化学家贝托雷在1798年设想化学反应会逆向进行
（认识到化学反应中的质量效应）
法国化学家威廉米于1850年提出
的研究后来中断了50年。
直到19世纪下叶热力学理论基本奠定后，热质说才逐渐被科学界摈弃。
2021
12
热化学界发现的第一个定律 ——黑斯定律
黑斯：出生于日内瓦，在俄国长 1836年，瑞士化学家
大并且接受了医学教育，他在圣
黑斯在俄国测量了很
彼得堡发表了他的研究成果，并
多反应的热效应，总
将其称为‘总热量守恒定律’，
dM dt
kM
挪威数学家古德贝格和化学家瓦格A +B C+D
（第一个表示物质浓度与反应速度关系的公式）（全面阐释质量作用定律）
2021
10
第二部分
热化学和热力学基本定律
2021
11
从热质说到热化说
什么是热质说把热视为一种运动着的微粒性的实在物质
1780年，拉普拉斯和拉瓦锡，在他们的论文中报道了他们关于化学热反应的研究，由于受到热质说的影响，这方面
1853年，英国物理学家开尔文给出了热力学第一定律的表达式，‘能’这一术语被广泛接受。
2021
15
热力学第二定律的确立
1824年，法国工程师卡诺，通过对热机的分析得出：热机必须在两个热源之间工作，热机的效率只取决于两个热源的温差。可逆热机的工作效率最高。这就是卡诺原理。

物理化学-清华大学课件.ppt

R(TcTr )
pcVc RTc
prVr Tr
Zc
prVr Tr
∴ Z f (Zc , pr ,Tr )
Zc: Critical compression factor
若满足范氏方程，则即 Zc＝3/8＝0.375
R 8 pcVc 3 Tc
实验表明：Ne Ar CH4 CF4 O2 N2 CO
➢ 系统的分类开放系统 (敞开系统)
系统封闭系统孤立系统
二、热力学平衡状态 (Thermodynamic equilibrium state)
➢ 定义：状态平衡状态：性质不随时间而变化
➢ 平衡状态包括的具体内容
热平衡（系统里各处温度一致）
力学平衡（各处压力=环境压力）
平衡状态
相平衡（相的组成等不随时间变化）
绪论 Introduction 一、什么是物理化学
➢ 化学现象与物理现象的联系
化学反应
伴随发生影响
物理现象
物理化学由此联系出发研究化学反应的普遍规律
➢ 物理化学的研究方法 (1) 理论基础：热力学、统计力学、量子力学 (2) 实验方法：以物理方法为主 (3) 数学演绎方法
所以，物理化学是集化学、物理及数学于一身的一门学科。即以物理和数学的方法研究化学问题。
➢ Van der Waals方程
思想：对实际气体分别做两项修正
方程：
p
a Vm2
(Vm
b)
RT
p
n2a V2
(V
nb)
nRT
(1) a和b：Van der Waals常数，可查，意义
(2) 方程的优缺点：
二、对比状态原理 (The principle of corresponding states) 1. 几个概念 (1) 蒸气压：在讨论气－液转化时常用 ➢ 定义：在一定条件下，能与液体平衡共存的它的蒸气的压力

清华大学大物PPT课件

(1) 2kπ
讨 (k 0,1,2,)
论 (2) N 2k' π
(k' kN, k' 1,2,)
i A4 A5
O A6
A0
A3
A2
A1
x
第38页/共46页
x A cost
1
0
x A cos(t )
2
0
x 3 A0 cos(t 2)
xN A0 cos[t (N 1)]
π
3
v0 0
π
3
A
π 3
x/m
0.08 0.04 o 0.04 0.08
第26页/共46页
π
x
3 0.08
cos(π
t
π)
23
可求（1）t 1.0 s, x, F
t 1.0 s 代入上式得 x 0.069 m
F kx m 2x 1.70 103 N
m 0.01 kg
0.08 0.04
讨论 ➢ 相位差：表示两个相位之差
（1）对同一简谐运动，相位差可以给出两运动状态间变化所需的时间．
x1 Acos(t1 ) x2 Acos(t2 )
(t2 ) (t1 )
t
t2
t1
第20页/共46页
x
Aa
A2
b
o A v
t A
tb
x o A ta A
2
π 3
t π 3T 1 T 2π 6
2k π
2
1
第34页/共46页
（2）相位差 2 1 (2k 1) π(k 0，1,)
x
x
A A1 A2
A1
2 o
o
2 Tt

清华大学物理化学(3)

பைடு நூலகம்
物质 He
Ar
N2
O2
CO CO2 CH4
zc 0.299 0.291 0.289 0.294
0.274 0.289
0.288
3、对比状态原理
Define :
Tr= T/Tc reduced temperature
pr= p/pc reduced pressure Vr= V/Vc reduced volume
第一章气体的性质（properties of gases） 1-1 理想气体（Ideal gas or perfect 1. 理想气体状态方程（State equation of
ideal gas)
pV nRT pVm RT
2、分压和道尔顿分压定律（Partial pressure and Dolton’s law of partial pressure)
混合气体的总压混合物中某一组分b的分压即为该气体在与混合气同样温度下单独占有混合气总体积时的压力3理想气体的微观模型编辑ppt22realgas1实际气体的状态方程1vanderwaalsequationequationredlichvirialequationrtpvrtpvvirialcoefficient编辑ppt压缩因子和对比状态原理rtpv1压缩因子compressionfactorrtpv理想气体实际气体2临界状态与临界参数criticalstatecriticalparameters临界压缩因子criticalcompressionfactor物质hearcoco0299029102890294028802740289编辑ppt3对比状态原理definereducedtemperaturereducedpressurereducedvolumevanderwaals对比方程

清华大学物理化学课件物理化学(Ⅰ).3

2-2 热力学第二定律的经典表述形式
Clausius： It is impossible to devise an engine ,which working in a cycle, shall produce no effect other than the transfer of heat from a colder to a hotter body.
1. 反应热（heat of reaction) 化学反应的热效应通常是指反应在等温且不作非体积功的条件下进行时，系统吸收或释放的热量。若反应在等温等压下进行， Qp= ΔrH 若反应在等温等容下进行， QV= ΔrU
2. 反应的摩尔焓变和反应的摩尔内能变 (change of molar enthalpy of reaction and change of molar internal energy of reaction)
r H r H m rU rU m
H r H m ( )T , p U rU m ( )T ,V
3. 反应热的测量 (Calorimetry) 弹式量热计（bomb calorimeter)
搅拌器
通入 O2 通电导线温度计
绝热壁 H2O 反应物
f H m (H , aq) 0
（离子在水溶液中的标准态的焓与无限稀释溶液中的焓相等）

从手册上查得：
f H m (HCl, g,298K) -92.30 kJ mol
f H m (Cl - , aq,298K ) r H m (298K ) f H m (HCl, g,298K) - f H m (H , aq)
N2(273K, 400kPa,6m3)

理学清华大学物理化学物理化学PPT学习教案

Ea
Eb Ep
Er
第32页/共43页
第33页/共43页
Hammond’ rule 对于一个元反应，其过渡态构型在反应坐标上与高能态（反应物或产物）接近
。
第34页/共43页
(3) Calculate of k from TST
A + BC
[A┅ B ┅ C]≠
Activated complex is considered to be the ratedeterming-step
steric factor P = 1～10-9
第25页/共43页
碰撞理论描绘了一幅形象、直观的分子反应的图像,但没有给出如何从理论上计算或确定Ec和P的方法,因此k的计算仍是一个半理论半经验的公式。
第26页/共43页
2. Transition State Theory (TST) Activated Complex Theory (ACT)
436 69.5√
176
5.0√ 5.0√ ～ 0√ ～0 ～0
H2 + I2 = 2HI 1959年以前人们认为该反应是双分子反应
HH
H2+I2
2HI
I
I
1965年提出，上述梯形过渡态不符合轨道对称守恒原理（R.B.Wood,R.Hoffmann,
J.Am.Chem. Soc,1965,87,395)
zAB'
d
2 AB
ur
NB V
第19页/共43页
z AB
zAB '
NA V
d
2 AB
(
8RT
)1/
2
NA V
NB V
L2 L2

《物理化学》PPT课件

2
完整版课件ppt
3
OA 是气-液两相平衡线即水的蒸气压曲线。它不能任意延长，终止于临界点。临界点 T=647K, p=2.2×107Pa，这时气-液界面消失。高于临界温度，不能用加压的方法使气体液化。
OB 是气-固两相平衡线即冰的升华曲线，理论上可延长至0 K附近。
OC 是液-固两相平衡线当C点延长至压力大于
属于此类的体系有：H 2O-HN 3,H 2 O O-H等C。l在标准压力下，H2O-HC的l 最高恒沸点温度为381.65 K，含HCl 20.24，分析上完整常版课用件pp来t 作为标准溶液。 20
杠杆规则 Lever Rule
在p-x图的两相区，物系点O代表了体系总的组成和温度。
通过O点作平行于横坐标的等压线，与液相和气相线分别交于M点和N点。MN线称为等压连结线（tie line）。
如图所示，是对拉乌尔定律发生正偏差的情况，虚线为理论值，实线为实验值。真实的蒸气压大于理论计算值。
完整版课件ppt
15
如图所示，是对拉乌尔定律发生负偏差的情况，虚线为理论值，实线为实验值。真实的蒸气压小于理论计算值。
完整版课件ppt
16
2. p-x图和 T-x图对于二组分体系，K=2，f =4-Φ。φ至少为1，
完整版课件ppt
25
精馏
精馏是多次简单蒸馏的组合。
精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。
精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。
精馏塔有多种类型，如图所示是泡罩式精馏
塔的示意图。
完整版课件ppt
26完整版课件ppt来自27体系自身确定。
H2O的三相点温度为 273.16 K，压力为

清华大学大学物理课程讲义PPT课件

31
“ 怒发冲. 冠 ”
32
二. 电通量e
定义：
Φe
Eds
S
1.Фe是对面而言，不是点函数。
S
2.Фe 是代数量，有正、负。
ds
Φ e 的几何意义：
d Φ e E d s E co d s s
EdsdN
cos ds=ds E 线对Φ 闭e合曲N （面，Φe穿 S的 E E线过 ds 条
.
24
几种电荷的 E线分布
带正电的点电荷
电偶极子
.
均匀带电的直线段
25
几种电荷的 E线分布的实验现象
单个点. 电极
26
正负点. 电极
27
两个同号的. 点电极
28
单个带电. 平板电极
29
正负带电平. 行平板电极
30
正点电极和 .负平板电极
.
6
二. 点电荷的场强（intensity of point charge）
·
E p ×场点
r
q “源”点电荷（相对观测者静止）
由库仑定律和电场强度定义给出：
E
q
4
er
or2
点电E荷分布 . 特E点 r1： 2 7
三.
······ q1
点q2 电rEi 荷× p系Ei的场电由强荷叠q加i E的原场理强，i：总4E场qi i强eor：ri4i2qieorri i2
已知：均匀带电环面，，R1，R2
R2
求：轴线上的场强 E
P
解：─
0 R1
x x（1）划分电荷元
dqds

物理化学ppt课件

热力学第二定律与熵增原理
总结词
热力学第二定律是指在一个封闭系统中，熵（即系统的混乱度）永远不会减少，只能增加或保持不变。
详细描述
热力学第二定律是热力学的另一个基本定律，它表明在一个封闭系统中，熵（即系统的混乱度）永远不会减少，只能增加或保持不变。这意味着能量转换总是伴随着熵的增加，这也是为什么我们的宇宙正在朝着更加混乱和无序的方向发展。
03
化学平衡与相平衡
化学平衡条件与平衡常数
化学反应的平衡条件
当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分浓度保持不变。
平衡常数
平衡常数表示在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值。
相平衡条件与相图分析
相平衡条件
相平衡是指在一定温度和压力下，物质以不同相态（固态、液态、气态）存在的平衡状态。
色谱分析技术
色谱法的原理
色谱法是一种基于不同物质在固定相和移动相之间的分配平衡，实现分离和分析的方法。
色谱法的分类
根据固定相的不同，色谱法可分为液相色谱、气相色谱、凝胶色谱等。
色谱法的应用
色谱法在物理化学实验中广泛应用于分析混合物中的各组分含量、分离纯物质等。
质谱分析技术
质谱法的原理
05
物理化学在环境中的应用
大气污染与治理
1 2 3
大气污染概述
大气污染是指人类活动向大气中排放大量污染物，导致空气质量恶化，对人类健康和生态环境造成危害的现象。
主要污染物
大气中的主要污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等，这些污染物会对人体健康和环境产生严重影响。
治理措施
针对大气污染，采取了多种治理措施，包括工业污染源控制、机动车污染控制、城市绿化等。