大学物理化学主要公式
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g Ni i
i N i!
i N i!
波兹曼分布: Ni =
g e-i kT i
N
g e-i kT i
i
在A、B两个能级上粒子数之比: N A = g A e-A / kT
NB
g e-B / kT B
波色-爱因斯坦统计:Ni=
gi e -- i
-1
费米-狄拉克统计:Ni=
gi e -- i
+1
分子配分函数定义:q=
(T1—T2)
热机效率:η= T2-T1 T2
冷冻系数:β=-Q1/W
可逆制冷机冷冻系数:β= T1 T2-T1
焦汤系数:
μJ-T=
T p
H
=-
H pT
Cp
实际气体的ΔH和ΔU:
ΔU= U dT + U dV
T V
V T
ΔH=
H T
P
dT
+H pT来自dp化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Qp=QV+ΔnRT
1
热力学第一定律
功:δW=δWe+δWf
(1)膨胀功 δWe=p外dV
膨胀功为正,压缩功为负。
(2)非膨胀功δWf=xdy
非膨胀功为广义力乘以广义位移。如δW(机械功)=fdL,δW(电功)
=EdQ,δW(表面功)=rdA。
热 Q:体系吸热为正,放热为负。
热力学第一定律: △U=Q—W
焓 H=U+pV
vap H m RT 2
(3)外压对蒸汽压的影响:
ln
pg
p
g
=
Vm l
RT
p
e-p
g
pg是在惰性气体存在
总压为pe时的饱和蒸汽压。
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热力学第一定律功:δW =δW e +δW f(1)膨胀功 δW e =p 外dV 膨胀功为正,压缩功为负。
(2)非膨胀功δW f =xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW (机械功)=fdL ,δW (电功)=EdQ ,δW (表面功)=rdA 。
热 Q :体系吸热为正,放热为负。
热力学第一定律: △U =Q —W 焓 H =U +pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容 C =δQ/dT(1)等压热容:C p =δQ p /dT = (∂H/∂T )p (2)等容热容:C v =δQ v /dT = (∂U/∂T )v 常温下单原子分子:C v ,m =C v ,m t =3R/2常温下双原子分子:C v ,m =C v ,m t +C v ,m r =5R/2 等压热容与等容热容之差:(1)任意体系 C p —C v =[p +(∂U/∂V )T ](∂V/∂T )p (2)理想气体 C p —C v =nR 理想气体绝热可逆过程方程:pV γ=常数 TV γ-1=常数 p 1-γT γ=常数 γ=C p / C v 理想气体绝热功:W =C v (T 1—T 2)=11-γ(p 1V 1—p 2V 2) 理想气体多方可逆过程:W =1nR-δ(T 1—T 2) 热机效率:η=212T T T - 冷冻系数:β=-Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数:β=121T T T -焦汤系数: μJ -T =H p T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=-()pT C p H ∂∂ 实际气体的ΔH 和ΔU :ΔU =dT T U V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+dV V U T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ΔH =dT T H P ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+dp p H T ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Q p =Q V +ΔnRT 当反应进度 ξ=1mol 时, Δr H m =Δr U m +∑BB γRT化学反应热效应与温度的关系:()()()dT B C T H T H 21T T m p B1m r 2m r ⎰∑∆∆,+=γ热力学第二定律Clausius 不等式:0TQS BAB A ≥∆∑→δ—熵函数的定义:dS =δQ R /T Boltzman 熵定理:S =kln Ω Helmbolz 自由能定义:F =U —TS Gibbs 自由能定义:G =H -TS 热力学基本公式:(1)组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程:dU =TdS -pdV dH =TdS +Vdp dF =-SdT -pdV dG =-SdT +Vdp (2)Maxwell 关系:T V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=VT p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tp S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=-p T V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ (3)热容与T 、S 、p 、V 的关系:C V =T V T S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C p =T pT S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂Gibbs 自由能与温度的关系:Gibbs -Helmholtz 公式 ()pT /G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂T =-2T H ∆ 单组分体系的两相平衡: (1)Clapeyron 方程式:dT dp=mX m X V T H ∆∆ 式中x 代表vap ,fus ,sub 。
物理化学公式大全 ()
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物理化学公式集热力学第一定律功:δW=δW e+δW f(1)膨胀功δW e=p外dV 膨胀功为正,压缩功为负。
(2)非膨胀功δW f=xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW(机械功)=fdL,δW(电功)=EdQ,δW(表面功)=rdA。
热Q:体系吸热为正,放热为负。
热力学第一定律:△U=Q—W 焓H=U+pV理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容C=δQ/dT(1)等压热容:C p=δQ p/dT=(∂H/∂T)p(2)等容热容:C v=δQ v/dT=(∂U/∂T)v常温下单原子分子:C v,m =C v,mt=3R/2常温下双原子分子:C v,m =C v,mt+Cv,mr=5R/2等压热容与等容热容之差:(1)任意体系C p—C v=[p+(∂U/∂V)T](∂V/∂T)p (2)理想气体C p—C v=nR理想气体绝热可逆过程方程:pVγ=常数TVγ-1=常数p1-γTγ=常数γ=C p/ C v理想气体绝热功:W=C v(T1—T2)=(p1V1—p2V2)理想气体多方可逆过程:W=(T1—T2)热机效率:η=冷冻系数:β=-Q1/W可逆制冷机冷冻系数:β=焦汤系数:μJ==--T实际气体的ΔH和ΔU:ΔU=+ΔH=+化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Q p=Q V+ΔnRT当反应进度ξ=1mol时,Δr H m=Δr U m+RT化学反应热效应与温度的关系:热力学第二定律Clausius不等式:熵函数的定义:dS=δQ R/T Boltzman熵定理:S=klnΩHelmbolz自由能定义:F=U—TS Gibbs自由能定义:G=H-TS 热力学基本公式:(1)组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程:dU=TdS-pdV dH=TdS+VdpdF=-SdT-pdV dG=-SdT+Vdp(2)Maxwell关系:==-(3)热容与T、S、p、V的关系:C V=T C p=TGibbs自由能与温度的关系:Gibbs-Helmholtz公式=-单组分体系的两相平衡:(1)Clapeyron方程式:=式中x代表vap,fus,sub。
大学物理化学公式总结
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大学物理化学公式总结大学物理化学是自然科学中的重要分支,主要研究物质的结构、性质和变化规律。
在物理化学的学习中,公式是不可或缺的工具,能够帮助我们更好地理解和计算各种物理和化学现象。
下面我将总结一些常见的物理化学公式。
一、热力学1. 熵变公式:ΔS = S_final - S_initial2. 焓变公式:ΔH = H_final - H_initial3. 内能变化公式:ΔU = Q + W4. 等温过程熵变:ΔS = nRln(V_final/V_initial)5. 等温过程内能变化:ΔU = 0二、量子力学1. 德布罗意波长:λ = h/(mv)2. 薛定谔方程:Ĥψ = Eψ3. 单电子波函数:ψ = ψ(r,t)4. 束缚能级:E = -13.6eV/n^25. 能态数:N = 2n^2三、热力学平衡1. 平衡常数表达式:K = ([C]^c[D]^d) / ([A]^a[B]^b)2. 平衡常数和自由能变化的关系:ΔG = -RTlnK3. 反应速率表达式:v = k[A]^a[B]^b4. 阿累尼乌斯方程:ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 - 1/T2)四、电化学1. 法拉第定律:i = nFv2. 电解质浓度与导电率的关系:κ = λC3. 电解质浓度与摩尔导电率的关系:κ = λC4. 电解质摩尔导电率与离子浓度的关系:λ = κ/C五、化学动力学1. 反应速率表达式:v = k[A]^a[B]^b2. 速率常数和反应物浓度的关系:k = Ae^(-Ea/RT)3. 反应活化能:Ea = RT(ln(k/T) - ln(A))4. 反应级数:n = d(log[A])/dt = d(log[B])/dt = ...六、光化学1. 光电效应能量关系:E = hf = h(c/λ)2. 跃迁能级差:ΔE = E_final - E_initial3. 确定量子数:nλ = 2πr4. 单色光弹性散射能量变化:ΔE = 2(E_final - E_initial)以上只是其中一部分常见的物理化学公式,这些公式在研究和解决物理化学问题时起到了重要的作用,帮助我们理解和预测各种现象。
最全物理化学公式集
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最全物理化学公式集以下是一个详细的物理化学公式集合,包含了许多常用的公式和方程式。
这些公式可以帮助学生更好地理解物理化学的理论,并应用于解决相关问题。
1.经典力学:-牛顿第一定律:物体保持匀速直线运动或静止,直到有外力作用。
-牛顿第二定律:物体的加速度与作用在其上的力成正比,与物体的质量成反比。
-牛顿第三定律:对于任何两个物体,彼此之间的作用力大小相等,方向相反。
-动能定理:物体的动能等于其质量乘以速度的平方的一半。
-动量定理:物体的动量变化等于作用在其上的力乘以时间间隔。
-弹性碰撞:在碰撞中,总动量和总动能守恒。
2.热力学:-热力学第一定律:能量不会自行产生或消失,只会转化为其他形式。
-热容量公式:物体吸收或释放的热量与其质量、温度变化以及物体的热容量有关。
-理想气体状态方程:PV=nRT,其中P是压力,V是体积,n是物质的摩尔数,R是气体常数,T是温度。
-熵变方程:ΔS=Q/T,其中ΔS是系统的熵变,Q是吸收或释放的热量,T是温度。
3.电化学:-法拉第定律:通过电解的物质的质量与通过电解的电荷数成正比。
-电动势公式:电动势等于化学反应中产生的能量与电荷数的比值。
- 纳尔斯特方程:E = Eo - (RT/nF)ln(Q),其中E是电池的电动势,Eo是标准电动势,R是气体常数,T是温度,n是电子转移数,F是法拉第常数,Q是反应物的活性。
4.量子力学:-布罗意波长:λ=h/p,其中λ是波长,h是普朗克常数,p是物体的动量。
-不确定性原理:ΔxΔp≥h/(4π),其中Δx是位置的不确定度,Δp是动量的不确定度,h是普朗克常数。
5.光学:- 折射率公式:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂,其中n₁和n₂是介质的折射率,θ₁和θ₂是光线的入射和折射角度。
-焦距公式:1/f=1/u+1/v,其中f是透镜的焦距,u是物体的距离,v是像的距离。
6.分析化学:-摩尔浓度公式:C=n/V,其中C是溶液的摩尔浓度,n是溶质的物质的摩尔数,V是溶液的体积。
大学物理化学公式集合
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物理化学公式集热力学第一定律功:δW=δW e +δW f(1)膨胀功 δW e =p 外dV 膨胀功为正,压缩功为负。
(2)非膨胀功δW f =xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW(机械功)=fdL ,δW(电功)=EdQ ,δW(表面功)=rdA 。
热 Q :体系吸热为正,放热为负。
热力学第一定律: △U =Q —W 焓 H =U +pV理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容 C =δQ/dT(1)等压热容:C p =δQ p /dT = (∂H/∂T)p (2)等容热容:C v =δQ v /dT = (∂U/∂T)v 常温下单原子分子:C v ,m =C v ,m t =3R/2 常温下双原子分子:C v ,m =C v ,m t +C v ,m r =5R/2 等压热容与等容热容之差:(1)任意体系 C p —C v =[p +(∂U/∂V)T ](∂V/∂T)p (2)理想气体 C p —C v =nR 理想气体绝热可逆过程方程:pV γ=常数 TV γ-1=常数 p 1-γT γ=常数 γ=C p / C v 理想气体绝热功:W =C v (T 1—T 2)=(p 1V 1—p 2V 2) 理想气体多方可逆过程:W =(T 1—T 2) 热机效率:η= 冷冻系数:β=-Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数:β=焦汤系数: μJ -T ==- 实际气体的ΔH 和ΔU:ΔU=+ ΔH=+化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Q p =Q V +ΔnRT 当反应进度 ξ=1mol 时, Δr H m =Δr U m +RT 化学反应热效应与温度的关系:热力学第二定律Clausius 不等式:熵函数的定义:dS =δQ R /T Boltzman 熵定理:S =klnΩ Helmbolz 自由能定义:F =U —TS Gibbs 自由能定义:G =H -TS热力学基本公式:(1)组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程:dU =TdS -pdV dH =TdS +VdpdF =-SdT -pdV dG =-SdT +Vdp(2)Maxwell 关系:= =-(3)热容与T 、S 、p 、V 的关系:C V =T C p =TGibbs 自由能与温度的关系:Gibbs -Helmholtz 公式 =-单组分体系的两相平衡:(1)Clapeyron 方程式:= 式中x 代表vap ,fus ,sub 。
物理化学公式总结
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物理化学公式总结物理化学是研究物质的结构、性质和变化的科学,它使用数学和物理的原理来解释化学现象。
在物理化学的研究过程中,涉及到许多重要的公式,这些公式是揭示物质性质和相互作用规律的基础。
下面我将为大家总结一些物理化学中常见的公式。
1. 热力学公式热力学公式描述了物质在热平衡状态下的性质和能量转化规律。
其中最基本的公式是热力学第一定律(能量守恒定律):∆U = q + w其中,∆U表示系统内能的变化,q表示传递给系统的热量,w 表示系统对外界做的功。
2. 热力学第二定律热力学第二定律描述了能量的定向流动规律。
其中最著名的公式是卡诺热机效率公式:η = 1 - Tc/Th其中,η表示卡诺热机的效率,Tc表示冷热源的温度,Th表示热源的温度。
3. 热力学公式一般表达式根据热力学第一定律,可以推导出一般的热力学公式:dU = TdS - PdV其中,dU表示系统内能的微小变化,T表示温度,dS表示系统的熵变化,P表示压力,dV表示体积的微小变化。
4. 热力学常用关系根据热力学公式一般表达式,可以得到一些重要的热力学关系:Gibbs自由能(G)与焓(H)的关系:G = H - TS其中,G表示Gibbs自由能,H表示焓,T表示温度,S表示熵。
5. 气体状态方程气体状态方程描述了理想气体和实际气体之间的关系。
最常见的气体状态方程是理想气体状态方程:PV = nRT其中,P表示压力,V表示体积,n表示气体的摩尔数,R表示气体常数,T表示温度。
6. 麦克斯韦速率分布定律麦克斯韦速率分布定律描述了气体分子速度的分布规律。
根据麦克斯韦速率分布定律,可以得到气体分子的平均动能(等于温度的能量):KE = (3/2) kT其中,KE表示气体分子的平均动能,k表示玻尔兹曼常数,T表示温度。
7. 热容公式热容公式描述了物质温度变化时的热量和温度之间的关系。
最常用的热容公式是:C = q/∆T其中,C表示热容,q表示吸收或释放的热量,∆T表示温度变化。
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功:δW =δW e +δW f(1)膨胀功 δW e =p 外dV 膨胀功为正,压缩功为负。
(2)非膨胀功δW f =xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW (机械功)=fdL ,δW (电功)=EdQ ,δW (表面功)=rdA 。
热 Q :体系吸热为正,放热为负。
热力学第一定律: △U =Q —W 焓 H =U +pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容 C =δQ/dT(1)等压热容:C p =δQ p /dT = (∂H/∂T )p (2)等容热容:C v =δQ v /dT = (∂U/∂T )v 常温下单原子分子:C v ,m =C v ,m t =3R/2常温下双原子分子:C v ,m =C v ,m t +C v ,m r =5R/2等压热容与等容热容之差:(1)任意体系 C p —C v =[p +(∂U/∂V )T ](∂V/∂T )p (2)理想气体 C p —C v =nR 理想气体绝热可逆过程方程:pV γ=常数 TV γ-1=常数 p 1-γT γ=常数 γ=C p / C v 理想气体绝热功:W =C v (T 1—T 2)=(p 1V 1—p 2V 2)11-γ理想气体多方可逆过程:W =(T 1—T 2)1nR-δ热机效率:η=冷冻系数:β=-Q 1/W212T T T -可逆制冷机冷冻系数:β=121T T T -焦汤系数: μJ -T ==-Hp T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂()p T C p H ∂∂实际气体的ΔH 和ΔU :ΔU =+ΔH =+dT T U V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂dV V U T⎪⎭⎫⎝⎛∂∂dT T H P ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂dp p H T⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Q p =Q V +ΔnRT 当反应进度 ξ=1mol 时, Δr H m =Δr U m +RT∑BB γ化学反应热效应与温度的关系:()()()dTB C T H T H 21T T m p B1m r 2m r ⎰∑∆∆,+=γClausius 不等式:0TQS BA B A ≥∆∑→δ—熵函数的定义:dS =δQ R /T Boltzman 熵定理:S =kln ΩHelmbolz 自由能定义:F =U —TS Gibbs 自由能定义:G =H -TS 热力学基本公式:(1)组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程:dU =TdS -pdV dH =TdS +Vdp dF =-SdT -pdV dG =-SdT +Vdp (2)Maxwell 关系:= =-T V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂V T p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tp S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂p T V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂(3)热容与T 、S 、p 、V 的关系:C V =TC p =T VT S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂pT S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Gibbs 自由能与温度的关系:Gibbs -Helmholtz 公式 =-()pT /G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂T 2T H ∆单组分体系的两相平衡:(1)Clapeyron 方程式:= 式中x 代表vap ,fus ,sub 。
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物理化学公式集合物理化学公式整理范德华方程:(p+a/V 2m )(V m -b)=RT (p+n 2a/V 2)(V-nb)=nRT 维锂方程:pV m =RT(1+Bp+Cp 2+Dp 3+……) 或pVm=(1+B ’/V m +C ’/V 2m +D ’/V 3m +……)压缩因子:pV=ZnRT 或 pV m =ZRT Z=V m (真实)/V m (理想) 临界压缩因子Z c =p c V m,c /RT c ,对比压力p r =p/p c 对比体积V r =V m /V m,c 对比温度 T c =T/T cZ=pVm /RT=pcVm,c /RT c ·prVr /Tr=Zc ·prVr /Tr热力学第一定律为能量守恒定律;热力学第二定律解决变化的方向,限度问题δW=-F ·dl=-p zmb dV热力学第一定律:ΔU=Q+W 对于无限小:dU=δQ+Δw恒容热Q v Q v =ΔU (dV=0, W '=0) 指系统进行恒容且无非体积功的过程中与环境交换的热,它与过程的ΔU 在量值上相等。
ΔU 只取决于始末态,故恒容热也只取决于系统的始末态。
恒压热Q p 及焓焓:H ——U+pV 单位:J Qp=ΔH(dp=0, W '=0摩尔定容热容:Cv,m=(1/n)·(δQv /dT) 单位:J ·mol -1·K -1Q v =ΔU=n ∫T1T2C v,m dT摩尔定容热容:Cp,m Qp=ΔH=n ∫T1T2C p,m DtH=U+pV=U+n RT对理想气体:Cp,m-Cv,m=R; 对单原子理想气体C v,m=3R /2,C p,m=5R/2 ;双原子气体:C v,m=5R/2, C p,m=7R/2摩尔相变焓单位:J·mol-1或kJ·mol-1Δαβ=nΔαβH m 反应进度:dξ——dn B/νB化学反应方程式写法不同,则反应进度也不相同。
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物理化学公式大全物理化学是研究物质的物理性质和化学性质之间的关系的学科。
以下是一些在物理化学中常用的公式:1.热力学方程:-理想气体状态方程:PV=nRT其中P为气体压强,V为气体体积,n为气体摩尔数,R为气体常数,T为气体温度。
-内能变化公式:ΔU=q+w其中ΔU为系统内能变化,q为系统吸取或放出的热量,w为系统对外界做的功。
-能量守恒定律:ΔE=q+w其中ΔE为系统总能量变化,q为系统吸取或放出的热量,w为系统对外界做的功。
2.动力学方程:-反应速率公式:r=k[A]^m[B]^n其中r为反应速率,k为反应速率常数,[A]和[B]分别为反应物A和B的浓度,m和n为反应物的反应级数。
- Arrhenius 公式:k = A * e^(-Ea/RT)其中 k 为反应速率常数,A 为 Arrhenius 常数,Ea 为活化能,R为气体常数,T 为反应温度。
3.量子力学方程:- 波函数公式:Ψ = Σcnφn其中Ψ 为波函数,cn 为系数,φn 为基态波函数。
- Schroedinger 方程:HΨ = EΨ其中H为哈密顿算符,Ψ为波函数,E为能量。
4.热力学方程:- 熵变公式:ΔS = q_rev / T其中ΔS 为系统熵变,q_rev 为可逆过程吸放热量,T 为温度。
- Gibbs 自由能公式:ΔG = ΔH - TΔS其中ΔG 为 Gibbs 自由能变化,ΔH 为焓变化,ΔS 为熵变化,T 为温度。
5.电化学方程:- Nerst 方程:E = E° - (RT / nF) * ln(Q)其中E为电池电势,E°为标准电势,R为气体常数,T为温度,n为电子数,F为法拉第常数,Q为电化学反应的反应物浓度比。
- Faraday 定律:nF = Q其中n为电子数,F为法拉第常数,Q为电荷数。
以上公式只是物理化学中的一小部分,这里列举的是一些常见的、基本的公式,实际上物理化学领域有非常多的公式和方程可供使用。
大学物理化学主要公式
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第一章 气体的pVT 关系 主要公式及使用条件1. 理想气体状态方程式nRT RT M m pV ==)/(或 RT n V p pV ==)/(m式中p ,V ,T 及n 单位分别为Pa ,m 3,K 及mol 。
m /V V n =称为气体的摩尔体积,其单位为m 3· mol -1。
R =8.314510 J · mol -1· K -1,称为摩尔气体常数。
此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。
2. 气体混合物 (1) 组成摩尔分数 y B (或x B ) = ∑AA B /n n体积分数 /y B m,B B*=V ϕ∑*AVy Am ,A式中∑AA n 为混合气体总的物质的量。
A m,*V 表示在一定T ,p 下纯气体A 的摩尔体积。
∑*AA m ,A V y 为在一定T ,p 下混合之前各纯组分体积的总和。
(2) 摩尔质量∑∑∑===BBBB B BB mix //n M n m M y M式中 ∑=BB m m 为混合气体的总质量,∑=BB n n 为混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
(3)V V p p n n y ///B B B B *=== 式中p B 为气体B ,在混合的T ,V 条件下,单独存在时所产生的压力,称为B 的分压力。
*B V 为B 气体在混合气体的T ,p 下,单独存在时所占的体积。
3. 道尔顿定律p B = y B p ,∑=BB p p上式适用于任意气体。
对于理想气体V RT n p /B B =4. 阿马加分体积定律V RT n V /B B =*此式只适用于理想气体。
5. 德华方程RT b V V a p =-+))(/(m 2mnRTnb V V an p =-+))(/(22式中a 的单位为Pa · m 6 · mol -2,b 的单位为m 3 · mol -1,a 和b 皆为只与气体的种类有关的常数,称为德华常数。
大学物理化学公式总结
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大学物理化学公式总结物理化学作为一门综合性的学科,涉及到丰富而复杂的理论和实验内容。
公式作为物理化学研究的重要工具,既能简化问题的处理过程,又能揭示事物背后的规律和原理。
在这篇文章中,我们将总结一些大学物理化学中常见的公式,并探索它们背后的意义和应用。
1. 经典力学公式经典力学是物理学的基础,它研究物体在力的作用下的运动规律。
在这个领域中,公式起到了关键的作用,其中最基本的公式就是牛顿第二定律:F = ma该公式表示物体的加速度(a)与作用在物体上的力(F)的关系。
通过这个公式,我们可以推导出许多与运动相关的公式,如位移-时间关系、速度-时间关系等。
2. 热力学公式热力学研究物质的热现象和能量转化规律,是理解自然界中热现象的重要工具。
其中最基本的公式是热力学第一定律,也被称为能量守恒定律:ΔU = q + W该公式表示系统的内能(U)的变化等于系统所吸收的热量(q)与对外做功(W)的和。
这个公式揭示了能量在系统中的转化关系,并为热力学研究提供了基础。
3. 电磁学公式电磁学是物理学中的重要分支,研究电、磁场的相互作用及其规律。
其中,麦克斯韦方程组是电磁学研究的核心公式,它由四个方程组成:∇·E = ρ/ε₀∇·B = 0∇×E = -∂B/∂t∇×B = μ₀J + μ₀ε₀∂E/∂t这四个方程描述了电场(E)和磁场(B)的产生和相互作用,是现代电磁学研究的基础。
它们揭示了电磁波传播的规律,为电磁学中很多应用提供了理论依据。
4. 量子力学公式量子力学作为最前沿的物理学分支,研究微观世界的行为。
其中最著名的公式是薛定谔方程:Ĥψ =Eψ这个方程描述了量子系统的波函数(ψ)和能量(E)之间的关系。
它是揭示原子、分子结构和行为的关键公式,让我们能够理解原子和分子的性质,同时也为应用于量子计算和量子通信等领域提供了基础。
总结:在这篇文章中,我们总结了大学物理化学中的一些重要公式,并探讨了它们背后的意义和应用。
物理化学公式大全
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物理化学公式大全物理化学是研究物质及其性质与能量变化之间关系的学科。
在物理化学的学习与研究过程中,掌握一些重要的公式是十分关键的。
下面是物理化学公式的大全,帮助你更好地理解和运用这些公式。
1. 热力学公式1.1 热力学第一定律dU = dq + dw其中,dU表示系统内能的变化,dq表示系统吸收的热量,dw表示系统对外界所做的功。
1.2 热力学第二定律(卡诺循环)η = 1 - Tc / Th其中,η表示卡诺循环的热效率,Tc表示循环过程中的低温热源温度,Th表示循环过程中的高温热源温度。
1.3 熵变ΔS = ∫dq / T其中,ΔS表示熵变,dq表示吸收的热量,T表示温度。
2. 电化学公式2.1 奥姆定律I = U / R其中,I表示电流强度,U表示电压,R表示电阻。
2.2 法拉第定律I = nFv其中,I表示电流强度,n表示电离物质的摩尔数,F表示法拉第常数,v表示电离的速率。
2.3 电解质溶液中浓度的关系c = n / V其中,c表示溶液的浓度,n表示溶质的物质的量,V表示溶液的体积。
3. 量子化学公式3.1 玻尔模型电子能级En = - 13.6 / n²其中,En表示第n个电子能级的能量。
3.2 库仑势能E = - (Z × e²) / (4πε₀r)其中,E表示两个带电粒子之间的库仑势能,Z表示电荷的量子数,e表示元电荷,ε₀表示真空介电常数,r表示两个带电粒子的距离。
4. 动力学公式4.1 反应速率常数k = A × e^(-Ea / RT)其中,k表示反应速率常数,A表示指前因子,Ea表示活化能,R 表示气体常数,T表示温度。
4.2 阿伦尼乌斯方程k = Z × f(ΔE)其中,k表示反应速率常数,Z表示碰撞频率,f(ΔE)表示碰撞激活因子,ΔE表示碰撞能量。
5. 其他公式5.1 时间-位移关系x = v₀t + 1/2at²其中,x表示位移,v₀表示初始速度,t表示时间,a表示加速度。
物理化学公式大全
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物理化学公式大全文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]物理化学公式集热力学第一定律 功:δW=δW e +δW f(1)膨胀功 δW e =p 外dV 膨胀功为正,压缩功为负。
(2)非膨胀功δW f =xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW(机械功)=fdL ,δW(电功)=EdQ ,δW(表面功)=rdA 。
热 Q :体系吸热为正,放热为负。
热力学第一定律: △U =Q —W 焓 H =U +pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容 C =δQ/dT(1)等压热容:C p =δQ p /dT = (H/T )p (2)等容热容:C v =δQ v /dT = (U/T )v 常温下单原子分子:C v ,m =C v ,m t =3R/2 常温下双原子分子:C v ,m =C v ,m t +C v ,m r =5R/2 等压热容与等容热容之差:(1)任意体系 C p —C v =[p +(U/V )T ](V/T )p (2)理想气体 C p —C v =nR 理想气体绝热可逆过程方程:pV γ=常数 TV γ-1=常数 p 1-γT γ=常数 γ=C p / C v 理想气体绝热功:W =C v (T 1—T 2)=(p 1V 1—p 2V 2) 理想气体多方可逆过程:W =(T 1—T 2) 热机效率:η= 冷冻系数:β=-Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数:β= 焦汤系数: μJ -T ==- 实际气体的ΔH 和ΔU: ΔU=+ ΔH=+化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Q p =Q V +ΔnRT 当反应进度 ξ=1mol 时, Δr H m =Δr U m +RT 化学反应热效应与温度的关系: 热力学第二定律 Clausius 不等式:熵函数的定义:dS=δQR/T Boltzman熵定理:S=klnΩHelmbolz自由能定义:F=U—TS Gibbs自由能定义:G=H-TS 热力学基本公式:(1)组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程:dU=TdS-pdV dH=TdS+VdpdF=-SdT-pdV dG=-SdT+Vdp(2)Maxwell关系:==-(3)热容与T、S、p、V的关系:CV =T Cp=TGibbs自由能与温度的关系:Gibbs-Helmholtz公式=-单组分体系的两相平衡:(1)Clapeyron方程式:=式中x代表vap,fus,sub。
物理化学公式汇总
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物理化学公式汇总物理化学是一门运用物理学的原理和方法来研究化学现象和规律的学科,其中涉及众多的公式。
这些公式是理解和解决物理化学问题的重要工具。
下面为大家汇总一些常见且重要的物理化学公式。
首先是热力学方面的公式。
热力学第一定律:ΔU = Q + W 。
其中,ΔU 表示系统内能的变化,Q 表示系统吸收的热量,W 表示系统对外做功。
这个公式揭示了能量的守恒与转化关系。
热力学第二定律有多种表述方式,其中克劳修斯表述为:热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
开尔文表述为:不可能从单一热源吸取热量使之完全变为有用功而不产生其他影响。
熵增原理的数学表达式为:ΔS ≥ 0 ,其中ΔS 表示熵的变化。
熵是系统混乱度的度量。
理想气体状态方程:pV = nRT 。
p 是压强,V 是体积,n 是物质的量,R 是理想气体常数,T 是温度。
这个公式在研究气体的性质和行为时经常用到。
热力学能的定义式:U = U(T, V) 。
表明热力学能是温度和体积的函数。
接着是热力学函数的相关公式。
焓的定义式:H = U + pV 。
吉布斯自由能的定义式:G = H TS 。
在恒温恒压条件下,ΔG ≤ 0 时反应自发进行。
亥姆霍兹自由能的定义式:A = U TS 。
在恒温恒容条件下,ΔA ≤ 0 时过程自发进行。
然后是化学平衡方面的公式。
标准平衡常数表达式:Kθ =Π(piθ)^νi 。
其中piθ 是平衡时各物质的分压,νi 是化学计量数。
范特霍夫等温方程:ΔG =ΔGθ + RTlnQ 。
Q 是反应商,通过比较ΔG 的正负可以判断反应进行的方向。
再来看电化学方面的公式。
法拉第定律:Q = nZF 。
Q 表示通过电极的电量,n 是电极反应中转移的电子数,Z 是离子的电荷数,F 是法拉第常数。
能斯特方程:E =Eθ (RT / nF)lnQ 。
用于计算非标准状态下的电极电势。
最后是动力学方面的公式。
质量作用定律:对于基元反应 aA +bB → cC + dD ,反应速率 v = kA^aB^b 。
物理化学公式总结
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物理化学公式总结物理化学是研究物质变化及其中发生的物理现象的学科,公式是物理化学研究的基础工具之一。
本文将对一些常用的物理化学公式进行总结和解析,帮助读者更好地理解这些公式的实际应用。
1. 状态方程状态方程描述了物质的状态及其性质与条件之间的关系。
其中,最为著名的状态方程是理想气体状态方程:PV = nRT。
它表达了气体的压强(P)、体积(V)、摩尔数(n)与温度(T)之间的关系,其中 R 是气体常数。
2. 阿伏伽德罗定律阿伏伽德罗定律是描述理想气体摩尔浓度与分压之间的关系的公式。
根据阿伏伽德罗定律,理想气体的摩尔浓度与其分压成正比:C = kP,其中 C 是摩尔浓度,P 是分压,k 是比例常数。
3. 物质的摩尔浓度物质的摩尔浓度表示单位体积或单位质量物质中包含的物质的量。
它可以用以下公式表示:C = n/V,其中 C 是摩尔浓度,n 是物质的摩尔数,V 是溶液的体积。
4. 热力学公式热力学是研究能量转化和能量变化规律的学科。
热力学公式中最为著名的是热力学第一定律:ΔU = q + w,其中ΔU 是系统内能的变化量,q 是系统吸热量,w 是系统对外做功。
5. 熵的变化熵是描述系统混乱程度的物理量,它可以用来分析物质在化学反应中的状态变化。
熵的变化可以用以下公式表示:ΔS = ΔS_prod - ΔS_react,其中ΔS 是熵的变化量,ΔS_prod 是生成物的总熵变,ΔS_react 是反应物的总熵变。
6. 酸碱中和反应酸碱中和反应是常见的化学反应类型之一。
在酸碱中和反应中,酸和碱反应生成盐和水。
一些重要的酸碱中和反应公式包括酸的离解方程式(例如 HCl -> H+ + Cl-)和碱的离解方程式(例如NaOH -> Na+ + OH-)。
7. 溶解度平衡常数溶解度平衡常数是描述溶液中溶质的溶解程度的物理化学参数。
对于一般的溶液,溶解度平衡常数可以用以下公式表示:Ksp =[A+]^m[B-]^n,其中 Ksp 是溶解度平衡常数,[A+] 是阳离子的浓度,[B-] 是阴离子的浓度,m 和 n 是阳离子和阴离子在化学方程式中的系数。
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第一章 气体的pVT 关系 主要公式及使用条件1. 理想气体状态方程式nRT RT M m pV ==)/(或 RT n V p pV ==)/(m式中p ,V ,T 及n 单位分别为Pa ,m 3,K 及mol 。
m /V V n =称为气体的摩尔体积,其单位为m 3 · mol -1。
R =8.314510 J · mol -1 · K -1,称为摩尔气体常数。
此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。
2. 气体混合物 (1) 组成摩尔分数 y B (或x B ) = ∑AA B /n n体积分数 /y B m,B B *=V ϕ∑*AVy Am ,A式中∑AA n 为混合气体总的物质的量。
Am,*V表示在一定T ,p 下纯气体A 的摩尔体积。
∑*AA m ,A V y 为在一定T ,p 下混合之前各纯组分体积的总和。
(2) 摩尔质量∑∑∑===BBBB B BB mix //n M n m M y M式中 ∑=BB m m 为混合气体的总质量,∑=BB n n 为混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
(3) V V p p n n y ///B B B B *===式中p B 为气体B ,在混合的T ,V 条件下,单独存在时所产生的压力,称为B 的分压力。
*B V 为B 气体在混合气体的T ,p 下,单独存在时所占的体积。
3. 道尔顿定律p B = y B p ,∑=BB p p上式适用于任意气体。
对于理想气体V RT n p /B B =4. 阿马加分体积定律V RT n V /B B =*此式只适用于理想气体。
5. 范德华方程RT b V V a p =-+))(/(m 2mnRT nb V V an p =-+))(/(22式中a 的单位为Pa · m 6 · mol -2,b 的单位为m 3 · mol -1,a 和b 皆为只与气体的种类有关的常数,称为范德华常数。
此式适用于最高压力为几个MPa 的中压范围内实际气体p ,V ,T ,n 的相互计算。
6. 维里方程......)///1(3m 2m m m ++++=V D V C V B RT pV及 ......)1(3'2''m ++++=p D p C p B RT pV上式中的B ,C ,D,…..及B’,C’,D’….分别称为第二、第三、第四…维里系数,它们皆是与气体种类、温度有关的物理量。
适用的最高压力为1MPa 至2MPa ,高压下仍不能使用。
7. 压缩因子的定义)/()/(m RT pV nRT pV Z ==Z 的量纲为一。
压缩因子图可用于查找在任意条件下实际气体的压缩因子。
但计算结果常产生较大的误差,只适用于近似计算。
第二章 热力学第一定律主要公式及使用条件1. 热力学第一定律的数学表示式W Q U +=∆或 'amb δδδd δdU Q W Q p V W =+=-+规定系统吸热为正,放热为负。
系统得功为正,对环境作功为负。
式中 p amb 为环境的压力,W ’为非体积功。
上式适用于封闭体系的一切过程。
2. 焓的定义式3. 焓变(1) )(pV U H ∆+∆=∆式中)(pV ∆为pV 乘积的增量,只有在恒压下)()(12V V p pV -=∆在数值上等于体积功。
(2) 2,m 1d p H nC T ∆=⎰此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程,或真实气体的恒压变温过程,或纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。
4. 热力学能(又称内能)变此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程。
5. 恒容热和恒压热V Q U =∆ (d 0,'0)V W == p Q H =∆ (d 0,'0)p W ==6. 热容的定义式 (1)定压热容和定容热容δ/d (/)p p p C Q T H T ==∂∂pVU H +=2,m 1d V U nC T∆=⎰δ/d (/)V V V C Q T U T ==∂∂(2)摩尔定压热容和摩尔定容热容,m m /(/)p p p C C n H T ==∂∂,m m /(/)V V V C C n U T ==∂∂上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程。
(3)质量定压热容(比定压热容)式中m 和M 分别为物质的质量和摩尔质量。
(4) ,m ,m p V C C R -= 此式只适用于理想气体。
(5)摩尔定压热容与温度的关系 23,m p C a bT cT dT =+++ 式中a , b , c 及d 对指定气体皆为常数。
(6)平均摩尔定压热容21,m ,m 21d /()Tp p T C T T T C =-⎰7. 摩尔蒸发焓与温度的关系21vap m 2vap m 1vap ,m ()()d T p TH T H T C T ∆=∆+∆⎰或 vap m vap ,m (/)p p H T C ∂∆∂=∆式中 vap ,m p C ∆ = ,m p C (g) —,m p C (l),上式适用于恒压蒸发过程。
8. 体积功 (1)定义式V p W d amb -=∂或 V p W d amb ∑-=(2) )()(1221T T nR V V p W --=--= 适用于理想气体恒压过程。
,m//p p p c C m CM==(3) )(21amb V V p W --= 适用于恒外压过程。
(4) )/ln()/ln(d 121221p p nRT V V nRT V p W V V =-=-=⎰ 适用于理想气体恒温可逆过程。
(5) ,m 21()V W U nC T T =∆=- 适用于,m V C 为常数的理想气体绝热过程。
9. 理想气体可逆绝热过程方程,m 2121(/)(/)1V C R T T V V = ,m2121(/)(/)1p C R T T p p -=1)/)(/(1212=r V V p p上式中,,m ,m /p V C C γ=称为热容比(以前称为绝热指数),适用于,m V C 为常数,理想气体可逆绝热过程p ,V ,T 的计算。
10. 反应进度B B /νξn ∆=上式是用于反应开始时的反应进度为零的情况,B,0B B n n n -=∆,B,0n 为反应前B 的物质的量。
B ν为B 的反应计量系数,其量纲为一。
ξ的量纲为mol 。
11. 标准摩尔反应焓θθθr m B f m B c m (B,)(B,)H H H νβνβ∆=∆=-∆∑∑式中θf m (B,)H β∆及θc m (B,)H β∆分别为相态为β的物质B 的标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓。
上式适用于ξ=1 mol ,在标准状态下的反应。
12. θm r H ∆与温度的关系21θθr m 2r m 1r ,m ()()d T p T H T H T C T ∆=∆+∆⎰式中 r ,m ,m B(B)p p C C ν∆=∑,适用于恒压反应。
13. 节流膨胀系数的定义式J T (/)H T p μ-=∂∂T J -μ又称为焦耳-汤姆逊系数。
第三章 热力学第二定律 主要公式及使用条件1. 热机效率1211211/)(/)(/T T T Q Q Q Q W -=+=-=η式中1Q 和2Q 分别为工质在循环过程中从高温热源T 1吸收的热量和向低温热源T 2放出的热。
W 为在循环过程中热机中的工质对环境所作的功。
此式适用于在任意两个不同温度的热源之间一切可逆循环过程。
2. 卡诺定理的重要结论2211//T Q T Q +⎩⎨⎧=<可逆循环不可逆循环,,00 任意可逆循环的热温商之和为零,不可逆循环的热温商之和必小于零。
3. 熵的定义4. 克劳修斯不等式d S {//Q T Q T =>δ, δ, 可逆不可逆5. 熵判据amb sy s iso S S S ∆+∆=∆{0, 0, >=不可逆可逆式中iso, sys 和amb 分别代表隔离系统、系统和环境。
在隔离系统中,不可逆过r d δ/S Q T =程即自发过程。
可逆,即系统内部及系统与环境之间皆处于平衡态。
在隔离系统中,一切自动进行的过程,都是向熵增大的方向进行,这称之为熵增原理。
此式只适用于隔离系统。
6. 环境的熵变7. 熵变计算的主要公式222r111δd d d d Q U p V H V p S T T T+-∆===⎰⎰⎰ 对于封闭系统,一切0=W δ的可逆过程的S ∆计算式,皆可由上式导出 (1),m 2121ln(/)ln(/)V S nC T T nR V V ∆=+ ,m 2112ln(/)ln(/)p S nC T T nR p p ∆=+ ,m 21,m 21ln(/)ln(/)V p S nC p p nC V V ∆=+上式只适用于封闭系统、理想气体、,m V C 为常数,只有pVT 变化的一切过程 (2) T 2112ln(/)ln(/)S nR V V nR p p ∆==此式使用于n 一定、理想气体、恒温过程或始末态温度相等的过程。
(3) ,m 21ln(/)p S nC T T ∆=此式使用于n 一定、,m p C 为常数、任意物质的恒压过程或始末态压力相等的过程。
8. 相变过程的熵变此式使用于物质的量n 一定,在α和β两相平衡时衡T ,p 下的可逆相变化。
9. 热力学第三定律或0)0K ,(m =*完美晶体S amby s amb amb amb //S T Q T Q s -==∆0)(lim m =*→完美晶体S T 0TH S /βαβα∆=∆上式中符号*代表纯物质。
上述两式只适用于完美晶体。
10. 标准摩反应熵)B (Bm B m r ∑=∆θθνS S2r m 2r m 1r ,m 1()()(/)d p S T S T C T T θθ∆=∆+∆⎰上式中r ,m p C ∆=B ,m B(B)p C ν∑,适用于在标准状态下,反应进度为1 mol 时,任一化学反应在任一温度下,标准摩尔反应熵的计算。
11. 亥姆霍兹函数的定义12. r d δ'T A W = 此式只适用n 一定的恒温恒容可逆过程。
13. 亥姆霍兹函数判据V T A ,∆⎩⎨⎧=<平衡自发,0,0 只有在恒温恒容,且不做非体积功的条件下,才可用A ∆作为过程的判据。
14. 吉布斯函数的定义15. ,r d δ'T P G W =此式适用恒温恒压的可逆过程。
16. 吉布斯函数判据⎩⎨⎧=<平衡自发,,00 只有在恒温恒压,且不做非体积功的条件下,才可用G ∆作为过程的判据。