物理化学电子教案第二章
《物理化学教案》word版
物理化学Ⅱ课程教案
课程名称物理化学Ⅱ英文名称Physical ChemistryEx课程编号20142学时数54学分数3
任课教师授课对象学年学期
周次
第1周，第2次课
备注
章节
名称
第二章热力学第一定律
2.3恒容热、恒压热，焓
2.4热容、恒容变温过程、恒压变温过程
授课
方式
理论课（√）；实验课（）；实习（）
韩德刚等物理化学高等教育
刘冠昆等物理化学中山大学
傅玉普等多媒体CAI物理化学大连理工大学
注：教案按课次填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。
东北农业大学
物理化学Ⅱ课程教案
课程名称物理化学Ⅱ英文名称Physical ChemistryEx课程编号20142学时数54学分数3
任课教师授课对象学年学期
讨பைடு நூலகம்
论
、
练
习
、
作
业
问：1.例举习题练习可逆过程的特点；与理想气体的热力学能和焓只是温度的函数，与压力和体积无关；
A一封闭体系，当始终态确定后若经历一个等温过程，则热力学能有定值。×
B．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。×
C．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。×
周次
第3周，第5次课
备注
章节
名称
第二章热力学第一定律
2.7相变化过程
2.9化学计量数、反应进度和标准摩尔反
应焓
授课
方式
理论课（√）；实验课（）；实习（）
教学
时数
2
教学目的与要求
理解相变焓的概念，掌握相变焓与温度的关系；理解反应进度的概念；掌握摩尔反应焓与标准摩尔反应焓的区别，并能够运用标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓进行运算；
《物理化学》电子教案上册
《物理化学》电子教案上册第一章：引言1.1 课程介绍1.2 物理化学的基本概念1.3 物理化学的研究方法1.4 学习目标与要求第二章：气体2.1 气体的性质2.2 气体的压力与体积2.3 气体的温度与热量2.4 气体的化学反应第三章：溶液3.1 溶液的定义与组成3.2 溶液的浓度与稀释3.3 溶液的蒸馏与沸腾3.4 溶液的离子平衡第四章：固体4.1 固体的结构与性质4.2 固体的相变与相图4.3 固体的溶解与熔点4.4 固体的电导与磁性第五章：液体5.1 液体的性质与表面现象5.2 液体的蒸发与凝结5.3 液体的扩散与对流5.4 液体的相变与相图第六章：热力学第一定律6.1 能量守恒定律6.2 内能与热量6.3 功与热传递6.4 热力学第一定律的应用第七章：热力学第二定律7.1 熵与无序度7.2 可逆与不可逆过程7.3 热力学第二定律的表述7.4 热力学第二定律的应用第八章：化学平衡8.1 平衡常数与反应方向8.2 酸碱平衡与pH值8.3 沉淀平衡与溶解度积8.4 化学平衡的计算与应用第九章：动力学9.1 反应速率与速率常数9.2 零级、一级和二级反应9.3 反应机理与速率定律9.4 化学动力学的应用第十章：电化学10.1 电解质与离子传导10.2 电极与电极反应10.3 电池与电势10.4 电化学的应用重点和难点解析一、气体的化学反应补充和说明：气体之间的化学反应是物理化学中的重要内容，例如气体的合成、分解、置换等反应。
这些反应在工业生产、环境保护等领域具有重要的应用价值。
教案中应详细介绍气体化学反应的基本原理、反应类型及其应用实例，并通过实际案例分析，使学生能够深入理解和掌握这一部分内容。
二、溶液的离子平衡补充和说明：溶液中的离子平衡是物理化学中的关键概念，对于理解电解质溶液的性质和行为具有重要意义。
教案中应详细讲解离子平衡的基本原理、离子平衡常数的计算及其在实际应用中的作用，如酸碱平衡、溶解度积等。
02章 热力学第一定律
二、等压过程（isobaric process) p1 = p2 = pe，等压热效应 1. U Q p pe V Q p ( pV )
2．焓
U 2 U1 Q p p2V2 p1V1 Q p U 2 p2V2 U 1 p1V1
16字口诀： 异途同归，值变相等；周而复始，数值还原。
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2016.8.9 11:32
2.1 概述
5.热力学平衡态（即定态）
热平衡（thermal equilibrium）: T1 = T2 = … =T 力学平衡（mechanical equilibrium）: p1 = p2 = … = p 相平衡（phase equilibrium）：物质在各相间的分布达到平衡， 各相的组成和数量不随时间而变。 化学平衡（chemical equilibrium ）：化学反应达到平衡，体系 的组成不随时间而变。
2016.8.9 11:32
2.3 焓（enthalpy）
U Q W
dU Q W dU Q pe dV
W f 0
一、等容过程（isochoric process) dV = 0，等容热效应 dU Q U QV
物理意义：体系在等容过程中所吸收的热全部用以增加内能。 适用条件：封闭体系平衡态，不做非体积功的等容过程。
例1：把100克0℃水放在一绝热套中，
内有电阻丝。如图。
H2O（l，0℃）→H2O（l，50℃） 始态 A 终态 B
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水和电阻丝为体系，绝热箱和电池为环境。
2016.8.9 11:32
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Hale Waihona Puke 2.2 热力学第一定律ΔU1：绝热过程中，体系内能的变化。
02章_热力学第一定律1
例：根据道尔顿分压定律 p pi 可见压力具有
加和性，应属于广度性质，i 此结论对么？
答：不对。压力是强度性质。在一个热力学平衡
体系中，当n,T,V一定时，压力p处处相等，不具
热，用符号Q 表示。 Q的取号： 体系吸热，Q>0； 体系放热，Q<0 。
功（work） 体系与环境之间传递的除热以外的其它能量
都称为功，用符号W表示。
环境对体系作功，W>0；体系对环境作功，W<0 。 Q和W都不是状态函数，其数值与变化途径有关。
膨胀功（体积功）We
1. 定义：体系（如：气体）在膨胀过程中对环境作的 功即膨胀功。
dV
nR dT V
MdV NdT
M T
V
T
nRT V2 V
VnR2
N V T
V
nR V T
VnR2
上述两式相等，符合对易关系，p为状态函数
（2）
W
pdV ,V nRT p
dV
V p
T
dp
V T
dT p
-
nRT p2
dp nR dT p
W pdV - nRT dp nR dT M dp N dT p
• 膨胀功在热力学中有着特殊的意义，事实上，膨胀 功称体积功更确切（包括体系被压缩时环境对体系 的作功）。
• 功的概念通常是以环境为作用对象的，微量体积 功 We 可用 -p外dV 表示：
We = -p外dV 式中 p外 为环境加在体系上的外压，即环境压力 p环。
2. 膨胀功We计算 • 设一圆筒的截面积为A，
物理化学-第二章-热力学第一定律及其应用精选全文
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2024/8/13
状态与状态函数
状态函数的特性： 异途同归，值变相等；周而复始，数值还原。
状态函数的性质：
(1) 状态函数的值取决于状态，状态改变则状态函数必定改 变（但不一定每个状态函数都改变）；任何一个状态函数 改变，系统的状态就会改变。
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即
ΔU=Q+W （封闭系统）
对于无限小过程，则有
dU=δQ+δW （封闭系统）
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2024/8/13
3. 焦耳实验 盖.吕萨克—焦尔实验
实验结果：水温未变 dT=0 dV≠0
表明：Q =0
自由膨胀 W=0
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2024/8/13
dU= Q+ W =0
1. 热(heat)
a) 定义：体系与环境之间因温差而传递的能量称为热，用 符号Q 表示。单位：KJ 或 J。 b) Q的取号：体系吸热，Q>0；体系放热，Q<0 。
c) 性质：热不是状态函数，是一个过程量；热的大小和具 体的途径有关。
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2024/8/13
功和热
不能说在某个状态时系统有多少热量，只能说 在某个具体过程中体系和环境交换的热是多少。
热力学能是状态函数，用符号U表示，单位为J。它 的绝对值无法测定，只能求出它的变化值。
U= U2 –U1
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2024/8/13
热力学能
纯物质单相系统
若n确定
U=U ( n,T,V ) U=U (T,V )
《物理化学》电子教案上册
《物理化学》电子教案上册第一章：引言1.1 课程介绍物理化学的定义和研究对象物理化学在科学和工程中的应用1.2 物理化学的发展简史物理化学的起源和发展过程重要的物理化学家和他们的贡献1.3 学习方法物理化学的学习要求和难点学习物理化学的方法和技巧第二章：物质的量及其计量2.1 物质的量的概念物质的量的定义和单位物质的量的性质和特点2.2 摩尔的概念摩尔的定义和符号摩尔质量的概念和计算方法2.3 物质的量的计算物质的量的基本计算公式物质的量的有关计算示例第三章：热力学第一定律3.1 热力学基本概念系统的定义和分类状态参量的概念和意义3.2 内能的概念和计算内能的定义和性质理想气体的内能计算公式3.3 热量和功的传递热量和功的定义和区别热量和功的传递方式及其计算第四章：热力学第二定律4.1 熵的概念熵的定义和性质熵增加的意义和实例4.2 热力学第二定律的表述克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述熵增原理的应用和意义4.3 熵变和自由能的计算熵变的定义和计算公式自由能的定义和计算公式第五章：化学平衡5.1 平衡态的概念平衡态的定义和平衡态的特征平衡态的判断方法5.2 平衡常数的概念和计算平衡常数的定义和表示方法平衡常数的计算方法和应用5.3 化学平衡的移动勒夏特列原理的定义和内容化学平衡移动的实例和解释第六章：动力学基础6.1 反应速率的概念反应速率的定义和表示方法反应速率的影响因素6.2 反应速率定律零级、一级、二级反应速率定律的表达式反应速率定律的实验测定和应用6.3 化学动力学的计算反应速率常数的概念和计算方法反应速率与反应机理的关系第七章：电化学7.1 电化学基本概念电化学的定义和基本原理电解质和电极的定义及分类7.2 原电池和电解池原电池的构成和工作原理电解池的构成和工作原理7.3 电化学系列的计算电化学系列的概念和应用电极电势的计算和测定方法第八章：光学原理8.1 光的传播和折射光的传播方式和速度折射定律的表述和应用8.2 光的干涉和衍射干涉现象的产生和条件衍射现象的产生和条件8.3 光谱学的基本概念光谱的定义和分类光谱分析的方法和应用第九章：现代物理化学方法9.1 核磁共振（NMR）NMR的原理和应用NMR谱的解析和意义9.2 质谱法（MS）质谱法的原理和应用质谱图的解析和意义9.3 X射线衍射法X射线衍射法的原理和应用X射线晶体学的概念和基本原理第十章：物理化学实验10.1 实验基本操作实验安全常识和实验操作规范实验数据的记录和处理方法10.2 经典实验分析滴定法、比重法、熔点法等实验方法实验结果的分析和讨论实验报告的结构和内容要求重点解析1. 物质的量的概念及其性质和特点，摩尔的概念及其定义和符号，物质的量的计算方法和示例。
热力学第一定律(2)
p2 V1
p2V2
V2
V
阴影面积代表 We,2
2。一次等外压膨胀所作的功
p2
p
p1V1
V2
p1 p2
V1
p2 V1
p2V2 V2
V
阴影面积代表
3。多次等外压膨胀所作的功
' ，体积从 V1 膨胀到 V ' ； (1) 克服外压为 pe
(2) 克服外压为 pe ，体积从 V ' 膨胀到 V2 。
' We,3 pe (V 'V1 )
T f ( p, V )
p f (T ,V ) pV nRT
V f (T , p)
例如，理想气体的状态方程可表示为：
对于多组分系统，系统的状态还与组成有关，如：
T f ( p, V , n1, n2,
)
过程和途径
过程 (process) 在一定的环境条件下，系统发生了一个从始 态到终态的变化，称为系统发生了一个热力学过 程。 途径 (path) 从始态到终态的具体步骤称为途径。
热和功
广义的功可以看作强度变量与广度变量的乘积
δW pdV ( Xdx Ydy Zdz
δWe δWf
式中
)
p, X , Y , Z ,是强度变量,决定了能量的方向
dV , dx, dy, dz 是相应的广度变量，决定了功值 的大小 功可以分为膨胀功和非膨胀功，热力学中
p2V2
p2
V
p2V2
V1
V'
p2
p2V2
V1
V2 V
p
p1
V1
V2
p1V1
p1V2
《物理化学》02章_热力学第二定律
V2 V4 nRT2 ln nRT1 ln V1 V3
V2 V4 nRT2 ln nRT1 ln V1 V3 W 热机效率： V2 Q2 nRT2 ln V1
BC：绝热可逆膨胀，T2 V2-1 = T1 V3-1 DA：绝热可逆压缩， T2 V1-1 = T1 V4-1 两式相除: V2 /V1 =V3 /V4
不违背第一定律的事情是否一定能成功？
例1： 1/2O2(g)+ H2(g) H2O(l)
r H m (298.15 K) =-286KJ.mol-1
加热不能使其反向进行 例2： OH-+ H+H2O(l) 极易进行
但最终[OH-][H+]=10-14mol2.dm-6 该反应不能进行到底
§2.1 自发过程的共同特征
一.自发过程的方向和限度
自发过程:在一定环境条件下,环境不做非体积功,系
统中自动发生的过程.反之,只有环境做非体积功才 能发生的过程为非自发过程.通常所说的”过程方 向” 既是指自发过程的方向. 举例: ①.气流:高压 低压
②.传热:高温
③.扩散:高浓度
低温
低浓度
④.反应:Zn+CuSO4
对微小变化
Q dS ( )R T
B
Q SB SA S ( )R A T
二.热力学第二定律的数学表达式
对两个热源间的不可逆 循环:热温商之和小于零. Q1 T1 Q2 T2
+
＜0
对任意的不可逆 循环:ຫໍສະໝຸດ ∑δQ T1 ir
＜0
对不可逆循环，A
ir
B
r
A
热力学第一定律
T1 T2 T环 p1 p2 p环
V1 V2
Q0
Ñ dU 0
dT 0 dP 0
dV 0
18
§2.1 热力学第一定律 /§2.1.2 热力学基本概念
5、过程和途径
过程与途径举例
始态 （p1 T1 V1）
等容过程 途径Ⅰ
终态 （p2 T2 V1）
pV nRT T f ( p,V ) p f (T ,V ) V f (T , p)
15 2020/3/17/22:45:19
§2.1 热力学第一定律 /§2.1.2 热力学基本概念
全微分方程
状态函数在数学上具有全微分的性质。
Z f X,Y
dZ Z dX Z dY
X Y
Y X
§2.1 热力学第一定律 /§2.1.2 热力学基本概念
4、热力学平衡 当体系的性质不随时间而改变，体系就处于热力学的平衡状态。 热平衡（各处温度都相等，体系和环境的温度相等且不变。） 力学平衡（各处压力都相等，边界不再移动，
体系和环境的各种作用力大小相等且不变。） 相平衡（多相共存时， 各相组成和数量不随时间而改变。） 化学平衡（ 各反应物质的数量和组成不变。） 达到以上平衡状态才是热力学上所指平衡状态 即：T、P、组成都不变的状态，广度性质和强度性质都
§2.1 热力学第一定律 /§2.1.2 热力学基本概念
2、热力学变量
分为两类：
1 广度性质（容量性质）：数值与系统的物质的量成正比，
具有加和性，如： m,V , U 等。
2 强度性质：与体系总量无关，不具有加和性，如：
P,T等
3 关系：指定了物质的量的广度性质即成为强度性质，
中国地质大学-物理化学第二章_热力学第一定律剖析
状态方程
经验证明： 单组分均匀系统，指定两个强度性质，其它强度 性质就确定了，若再指定系统物质的量 n ，则所有 广度性质也都确定了。
材料科学与化学工程学院大学化学教学部 何明中
系统的性质
性质(properties)—系统的宏观可测物理量，如 T,p,V 等，又称热力学变量。它可分为两类：
(1)广度性质(extensive properties) 系统分割成若干部分时，凡具有加和关系的性质 称为广度性质。又称为容量性质。其数值与系统物 质的多少成正比，如：V、m、n、U 等。在数学上 是一次齐函数。即
材料科学与化学工程学院大学化学教学部 何明中
§2.2 热平衡和热力学第零定律─温度的概念 一、热平衡
实践表明：一个不受外界影响的系统，最终会达 到平衡态，即宏观上不再发生变化，并可用一定的 表示状态的状态参数(或称为状态函数)来描述它。
若有两个系统A与B，已分别达到了平衡态，现 将它们放在一起，它们各自的状态是否会相互干 扰，则决定于两个系统的接触情况。
材料科学与化学工程学院大学化学教学部 何明中
A
B
绝热
A
B
导热
§2.2 热平衡和热力学第零定律─温度的概念
二、热力学第零定律(zeroth low of thermodynamics) 如果两个系统分别和处于确定状态的第三个系统 达到热平衡，则这两个系统彼此也将处于热平衡。
C
C
A
B
A
B
材料科学与化学工程学院大学化学教学部 何明中
材料科学与化学工程学院大学化学教学部 何明中
§2.3 热力学的一些基本概念
系统(system)与环境(surroundings) 系统的分类 系统的性质(properties) 热力学平衡态 状态函数(state function) 状态方程(equation of state) 过程(process) 和途径(path) 热(heat)和功(work)
物理化学电子教案第三章物理化学电子教案——第二章
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
任意可逆循环分为小Carnot循环
物理化学电子教案第三章物理化学 电子教案——第二章
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
任意可逆循环分为小Carnot循环
Q2 Q1 0
T2
T1
Q4 Q3 0
T4
T3
任意可逆过程
物理化学电子教案第三章物理化学 电子教案——第二章
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
熵的定义
Clausius根据可逆过程的热温商值决定于始终态而
与可逆过程无关这一事实定义了“熵”（entropy）
这个函数，用符号“S”表示，单位J 为K：1
设始、终态A，B的熵分别为S A 和 S B ，则：
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
§3.2 热力学第二定律
Clausius 的说法： “不可能把热从低温物体传到高温物体，而不 引起其他变化”
Kelvin 的说法：
“不可能从单一热源取出热使之完全变为功， 而不发生其他的变化”
后来被Ostward表述为：“第二类永动机是不可 能造成的”。
电子教案——第二章
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
熵的特点
（1）熵是系统的状态函数，是容量性质。
（2）可以用Clausius不等式来判别过程的可逆性 （3）在绝热过程中，若过程是可逆的，则系统的 熵不变。若过程是不可逆的，则系统的熵增加。 绝热不可逆过程向熵增加的方向进行，当达到平 衡时，熵达到最大值。 （4）在任何一个隔离系统中，若进行了不可逆过
Carnot定理推论：
所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆热机， 其热机效率都相等，即与热机的工作物质无关。
02章-热力学第一定律(4).
致冷机
3. 致冷机(冰机)
如果把卡诺可逆热机倒开，就成了致冷机。
按A→D→C→B→A循环，此时环境向体系做功，从低温热源吸 收热Q1’ ，再放热给高温热源。则致冷机的效率，又叫致冷系数
知识链接:火力发电厂的能量利用
锅炉
汽轮机
发电机
冷却塔
200℃
R
Th TC Th
(473 300)K 36% 473 K
I < 20%
1度电/1000g 煤
高煤耗、高污染（S、N氧化物、粉尘和热污染）
火力发电厂的能量利用
400℃ 550℃
Th TC 673 300 55%
Th
673
I < 40% 1度电 / 500 g 煤
Th TC 823 300 63%
Th
823
Tc 647 K pc 218105 Pa
水的相图
p / Pa
pc
610.62
C
水
f
冰
P
O D
A
超 临 界 流 体
q
B
水蒸气
273.16
TC T / K
普通加压蒸汽的作功能力很差 要用亚临界、超临界甚至超超临界的蒸汽 改进锅炉性能，增加脱硫、脱氮和除尘的设备
绝热过程功的计算
理想气体绝热可逆过程方程式：
对于理想气体，无体积功的绝热可逆过程：
∵ Q dU W dU pdV
Q 0
dU pdV ∴
C p / CV
又因理想气体：
dU
C C p / CV V
dT
所以： CV dT pdV
CV dT
pdV
nRT
dV V
(1)
物理化学实验电子教案
物理化学实验电子教案第一章：实验基本原理与安全1.1 实验基本原理1.1.1 介绍物理化学实验的基本原理，如热力学、动力学、电化学等。
1.1.2 解释实验原理在实际应用中的重要性。
1.2 实验安全1.2.1 强调实验安全的重要性，包括防火、防爆、防毒等。
1.2.2 介绍实验中可能存在的危险物质和危险操作，以及相应的预防措施。
第二章：实验器材与操作2.1 实验器材2.1.1 介绍实验中所需的器材，如烧杯、试管、移液器等。
2.1.2 说明器材的选择和使用方法。
2.2 实验操作2.2.1 讲解实验的基本操作，如称量、溶解、搅拌等。
2.2.2 演示实验操作的步骤和技巧。
第三章：实验数据处理与分析3.1 数据处理3.1.1 介绍实验数据的处理方法，如平均值、标准差等。
3.1.2 讲解数据的可靠性和有效性的评估方法。
3.2 数据分析3.2.1 解释实验数据与理论之间的关系。
3.2.2 分析实验结果，探讨可能的原因和影响因素。
4.1 实验报告结构4.1.1 介绍实验报告的基本结构，包括封面、摘要、引言等。
4.1.2 讲解实验报告的格式和规范。
4.2.2 分析优秀实验报告的特点和优点。
第五章：实验案例分析5.1 实验案例选择5.1.1 选择具有代表性的实验案例，如经典的物理化学实验。
5.1.2 介绍实验案例的背景和实验目的。
5.2 实验案例分析5.2.1 分析实验案例的实验原理和操作步骤。
5.2.2 讨论实验结果的意义和应用。
第六章：热力学实验6.1 实验目的与原理6.1.1 解释热力学实验的目的，如测定物质的比热容、反应热等。
6.1.2 介绍热力学实验的基本原理，如能量守恒、热力学第一定律等。
6.2 实验设备与操作6.2.1 介绍热力学实验所需的设备，如量热器、温度计等。
6.2.2 讲解实验设备的操作步骤和注意事项。
6.3 实验数据分析6.3.1 解释热力学实验数据的处理方法，如温度校正、热量计算等。
6.3.2 分析实验数据与热力学理论之间的关系。
物理化学实验电子教案
物理化学实验电子教案第一章：实验基本原理与操作1.1 实验安全与防护介绍实验安全常识，如穿戴实验服、佩戴防护眼镜等。
讲解实验室中的危险品识别与处理方法。
1.2 实验数据处理与误差分析教授实验数据的采集、记录和处理方法。
介绍误差来源及减小误差的方法。
1.3 实验基本操作演示实验室常用的玻璃仪器的使用方法。
讲解实验中常用的测量和计算方法。
第二章：溶液的配制与浓度测定2.1 溶液的配制教授溶液配制的基本原则和方法。
演示如何准确称量和溶解固体物质。
2.2 浓度测定介绍常见的浓度测定方法，如滴定法、光谱法等。
演示浓度测定的实验操作和数据处理。
第三章：热力学实验3.1 热量的测定讲解热量测定原理，如热量守恒定律。
演示热量测定的实验操作和数据处理。
3.2 相图的绘制介绍相图的基本概念和绘制方法。
演示如何通过实验数据绘制相图。
第四章：动力学实验4.1 反应速率测定讲解反应速率的概念和测定方法。
演示反应速率测定的实验操作和数据处理。
4.2 活化能的测定介绍活化能的概念和测定方法。
演示活化能测定的实验操作和数据处理。
第五章：电化学实验5.1 电化学基本概念讲解电化学基本原理，如电极反应、电势等。
介绍电化学实验中常用的电化学电池和仪器。
5.2 电位测定与腐蚀防护演示电位测定实验操作和数据处理。
介绍腐蚀防护方法，如阴极保护、涂层等。
第六章：光学与光谱学实验6.1 光学基本原理介绍光学实验中涉及的基本原理，如光的传播、反射、折射等。
讲解光学仪器的基本构造和使用方法。
6.2 光谱学实验介绍光谱学的基本概念，如光谱、吸收光谱、发射光谱等。
演示光谱学实验的操作步骤和数据处理。
第七章：磁化学实验7.1 磁性材料的基本概念讲解磁性材料的基本性质，如磁性、磁化强度、磁化曲线等。
介绍磁化学实验中常用的仪器和设备。
7.2 磁化曲线与磁化率测定演示如何测定磁化曲线和磁化率。
讲解磁化曲线和磁化率在实际应用中的意义。
第八章：原子吸收与发射光谱实验8.1 原子吸收光谱原理介绍原子吸收光谱的基本原理和应用。
物理化学》电子教案上册
《物理化学》电子教案上册第一章：引言1.1 课程介绍了解物理化学的课程背景、意义和目的。
理解物理化学的基本概念和研究方法。
1.2 物理化学的发展历程回顾物理化学的发展历程，了解其重要里程碑和成就。
介绍著名物理化学家和他们对物理化学的贡献。
1.3 学习目标和要求明确学习目标，包括知识、技能和态度。
提出学习要求，包括课堂参与、作业和考核。
第二章：物质的量与状态2.1 物质的量引入物质的量的概念，解释摩尔和阿伏伽德罗常数。
学习物质的量的计算和转换，包括摩尔质量、物质的量浓度等。
2.2 状态介绍理想气体状态方程，理解压力、体积和温度之间的关系。
学习物质的相变，包括固态、液态和气态的性质和变化。
2.3 物质的量与状态的计算练习计算物质的量与状态之间的关系，包括理想气体状态方程的运用。
分析实际问题，应用物质的量与状态的计算方法。
第三章：热力学第一定律3.1 能量守恒定律复习能量守恒定律的基本原理，理解能量的转化和守恒。
学习能量的单位和国际制，了解能量的量纲和换算关系。
3.2 内能和热量引入内能的概念，理解内能的定义和计算方法。
学习热量的传递方式，包括传导、对流和辐射。
3.3 热力学第一定律阐述热力学第一定律的内容，理解能量守恒与热力学第一定律的关系。
应用热力学第一定律解决实际问题，进行能量的计算和分析。
第四章：热力学第二定律4.1 熵的概念引入熵的概念，解释熵的定义和物理意义。
学习熵的计算方法和熵变的表达式。
4.2 热力学第二定律的表述阐述热力学第二定律的不同表述，包括熵增原理和克劳修斯定律。
理解热力学第二定律的本质和意义。
4.3 热力学第二定律的应用学习热力学第二定律在实际问题中的应用，包括热机和制冷机的效率计算。
分析热力学第二定律对自然界和工程实践的影响。
第五章：溶液的性质5.1 溶液的定义和组成引入溶液的概念，理解溶液的组成和特点。
学习溶质和溶剂的分类及它们之间的相互作用。
5.2 溶液的浓度和渗透压介绍溶液的浓度表示方法，包括摩尔浓度和质量浓度。
新版热力学第一定律
系统旳性质
体系旳热力学状态可用宏观可测性质来描述，这 些体系旳性质又称为热力学变量。可分为两类：
广度性质（extensive properties） 又称为容量性质，它旳数值与系统旳物质旳量成 正比，如体积、质量、熵等。这种性质有加和性， 在数学上是一次齐函数。
强度性质（intensive properties） 它旳数值取决于系统本身旳特点，与系统旳数量无 关，不具有加和性，如温度、压力等。它在数学上 是零次齐函数。指定了物质旳量旳容量性质即成为 强度性质，或两个容量性质相除得强度性质。
c)热力学温标 定义1K为水三相点热力学温度旳 1/273.16，热力学温度与摄氏温度间旳关系为
T/ K= t/℃+273.15
根据以上要求, 水旳冰点温度为273.15K。
§2.3 热力学旳某些基本概念
几种基本概念：
•体系与环境 •体系旳分类 •体系旳性质 •状态函数 •状态方程 •热力学平衡态 •过程和途径 •热和功
温标：a）摄氏温标，以水为基准物，要求水旳凝 固为零点，水旳沸点与冰点间距离旳1/100为1℃。
热力学第零定律
b）理想气体温标 以低压气体为基准物质，要 求水旳三相点为273.16 K，温度计中低压气体旳
压强为P ，则恒容时，任意其他压力时旳温度为 T/ K=273.16 lim(P/Pa ), P→0
根据状态函数变化旳不同，常见旳热力学过程有：
1 膨胀和压缩过程 2 变温过程（涉及绝热过程）
3 等温（等压、等容）过程
4 循环过程
5 混合过程 （等温等压、等温等容混合）
6 相变过程
7 化学反应过程
常见旳变化过程
（1）等温过程（isothermal process) 在变化过程中，体系旳始态温度与终态温度 相同，并等于环境温度。
物化-化学势
(3) dA SdT pdV (4) dG SdT Vdp
化学势广义定义：
B
U ( nB
)S ,V ,nc (cB)
(
A nB
)T
,V
,nc
(cB)
(
H nB
)S
,
p,nc
(cB)
(
G nB
)T
,
p,nc
(cB)
保持特征变量和除B以外其它组分不变，某热力学
函数随其物质的量 nB 的变化率称为化学势。
§2.3 气体物质的化学势
1. 纯组分理想气体的化学势
(T , p) (T , p ) RT ln p
p
这是单个理想气体化学势的表达式
化学势 (T , p) 是T，p的函数
(T , p ) 是温度为T，压力为标准压力时理
想气体的化学势，仅是温度的函数。
p , nc
( c B)
=B
§2.2 化学势
1. 化学势的定义
狭义定义：
B
( G nB
)T , p,nc (cB)
保持温度、压力和除B以外的其它组分不变，体系的 Gibbs自由能随 nB的变化率称为化学势，所以化学势 就是偏摩尔Gibbs自由能。
dG SdT Vdp BdnB B
这里的凝固点是指纯溶剂固体析出时的温度。
§3.6 不挥发性溶质稀溶液的依数性
沸点升高
Tb kbmB
kb
R(Tb* )2 H vap m,A
MA
Tb Tb Tb*
kb 称为沸点升高系数（boiling point elevation
第二章 热力学第一定律
DU=Q＋W
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热力学概论
•研究热、功和其他形式能量之间的相互转换及
其转换过程中所遵循的规律； •研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的 能量效应； •研究化学变化的方向和限度。
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§2.1
几个基本概念
2.1.1 系统与环境
101.325Kpa,100℃下，1mol液态水变成水蒸气需吸热 40.65KJ,若将水蒸气看作理想气体，求体系的 W =？
解： Q=40.65KJ , W p （V V ） p V p V nRT amb g l amb g g g
1 8.314 373.15 3.10KJ
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平衡态
相平衡（phase equilibrium） 多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改 变，即系统内宏观上没有任何一种物质从一个相转 移到另一个相。 化学平衡（chemical equilibrium ） 反应体系中各物质的组成不再随时间而改变， 即系统内的化学反应已经停止。
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演示
封闭体系 孤立体系
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体系分类
生物体系（biological system) 人和动物等，属于敞开体系。
体系划分注意事项 （1）体系的划分是人为的，想象的。 （2）体系的划分要有利于计算。
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物理化学电子教案—第二章
0
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2020/1/31
任意可逆循环的热温商
用相同的方法把任意可逆 循环分成许多首尾连接的小卡 诺循环，前一个循环的绝热可 逆膨胀线就是下一个循环的绝 热可逆压缩线，如图所示的虚 线部分，这样两个过程的功恰 好抵消。
从而使众多小卡诺循环的总效应与任意可逆循 环的封闭曲线相当，所以任意可逆循环的热温商的 加和等于零，或它的环程积分等于零。
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2020/1/31
卡诺循环（Carnot cycle）
1mol 理想气体的卡诺循环在pV图上可以分为四步：
过程1：等温(Th ) 可逆膨胀由 p1V1到 p V2 2 (A B)
U1 0
W1
nRTh
ln V2 V1
Qh W1
所作功如AB曲线下的面积所示。
第二章 热力学第二定律
2.9 变化的方向和平衡条件 2.10 G的计算示例 2.11 几个热力学函数间的关系 2.12 克拉贝龙方程 2.13 热力学第三定律与规定熵
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2020/1/31
问题的提出
热力学第一定律主要解决能量转化及在转化过程中各种能量 具有的当量关系，但热力学第一定律无法确定过程的方向和 平衡点，这是被历史经验所证实的结论。
转换系数，用 表示。 恒小于1。
W Qh Qc
Qh
Qh
(Qc 0)
或
nR(Th
Tc
)
ln(V2 V1
)
nRTh
ln(V2 V1
)
Th Tc Th
1 Tc Th
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2020/12/22
§2.3 热力学的一些基本概念
(1) 体系与环境 (2) 体系的分类 (3) 体系的性质 (4) 热力学平衡态 (5) 状态函数 (6) 状态方程 (7) 过程和途径 (8) 热和功
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2020/12/22
（1）体系与环境
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(a)
(b)
单线表示导热壁 双线表示绝热壁 (a)A,B分别与C处于热平衡 (b)A,B再相互处于热平衡 图2.1 热力学第零定律
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2020/12/22
2 热力学第零定律
前述实验表明： 如果两个系统分别和处于确定状态的第三个系统达 到热平衡，则这两个系统彼此也将处于热平衡。这个热 平衡规律就称为热力学第零定律。 热力学第零定律可以理解为：如果A与B处于热平 衡，B与C处于热平衡，则A与C也必处于热平衡。 热力学第零定律是大量实验事实总结出来的，不是 由定义、定理导出的，也不是由逻辑推理导出的。
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2020/12/22
2 热力学第零定律
设想把A和B用绝热壁 隔开，而A和B又同时通过 导热壁与C接触，见图(a), 此时A和B分别与C建立了 热平衡。
然后在A和B之间换成 导热壁， A，B与C之间换 成绝热壁，见图(b)，但这 时再观察不到A，B的状态 发生任何变化，这表明A和 B已经处于热平衡状态。
热力学方法 •研究对象是大数量分子的集合体，研究内容是该 集合体的宏观性质，所得结论具有统计意义。
•只考虑变化前后的净பைடு நூலகம்果，不考虑物质的微观 结构和反应机理。
•可以判断变化能否发生以及进行到什么程度， 但不考虑变化所需要的时间。
局限性 不知道反应的机理、速率和微观性质，只
讲可能性，不讲现实性。
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2020/12/22
1 热平衡
中间隔有导热壁的两个平衡系统，相互之间产生影 响后将建立新的平衡，这种平衡称为热平衡。与热平衡 相关的各系统的状态函数也自动调整为新的数值后不再 变化。
系统A和B通过导热壁（或直接）接触时，彼此互不 做功，这种接触只能通过热交换而相互影响，因此这种 接触也称为热接触。
三式联立，得 (A)(B)(C)
这表明：当两个或两个以上的系统处于热平衡时，这些 系统的这种性质具有相同的数值。我们把这种性质称为 温度。实际应用时以 T 表示。
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2020/12/22
3 温度
温度的科学定义是由热力学第零定律导出的。即当 两个系统相互接触达到平衡后，它们的性质不再变化， 它们就有共同的温度。
体系（System） 在科学研究时必须先确定
研究对象，把一部分物质与其 余分开，这种分离可以是实际 的，也可以是想象的。这种被 划定的研究对象称为体系，亦 称为物系或系统。 环境（surroundings）
与体系密切相关、有相互 作用或影响所能及的部分称为 环境。
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2020/12/22
（2）体系分类
根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类： （1）敞开体系（open system）
体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。
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2020/12/22
物理化学电子教案—第二章
UQW
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2020/12/22
第二章 热力学第一定律及其应用
1.1 热力学概论 1.2 热力学第一定律 1.3 准静态过程与可逆过程 1.4 焓 1.5 热容 1.6 热力学第一定律对理想气体的应用
1.7 实际气体 1.8 热化学 ↓
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2020/12/22
1. 热力学的研究对象
•研究热、功和其他形式能量之间的相互转换及 其转换过程中所遵循的规律； •研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的 能量效应； •研究化学变化的方向和限度。
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2020/12/22
2. 热力学的方法和局限性
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2020/12/22
§2.2 热平衡和热力学第零定律
1 热平衡 2 热力学第零定律 3 温度
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2020/12/22
1 热平衡
一个不受外界干扰的系统，最终会达到平衡状态。 达到平衡状态以后，宏观上不再发生变化，并且可以用 表示状态的状态参数来表示它。状态参数也称作状态函 数。
热力学第零定律定律的实质是指出温度这个状态函 数的存在，不但给出了温度这个概念，而且给出了温度 的比较方法。在比较各个物体的温度时，不需要将各物 体直接接触，只需要将一个作为标准的第三系统分别与 各物体相接触，达到热平衡。这个作为第三系统的标准 就是温度计。后面的问题是如何选择第三物种，如何利 用第三物种的性质变化来衡量温度的高低，以及如何定 出刻度等。换言之，就是选择温标的问题。
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2020/12/22
3 温度
处于热平衡的A和B两个系统的状态分别以φA和φB 表示，若用θ表示与热平衡相关的性质，则可写出
f(A ,B ) (A ) (B ) 0
同理，对处于热平衡的B和C两个系统及A和C两个系统
f(B ,C )(B )(C ) 0 f(A ,C )(A )(C ) 0
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2020/12/22
第二章 热力学第一定律及其应用
1.9 赫斯定律 1.10 几种热效应 1.11 反应热与温度的关系——基尔霍夫定律 1.12 绝热反应——非等温反应 *1.13 热力学第一定律的微观说明
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2020/12/22
§2.1 热力学概论
1.热力学的研究对象 2.热力学的方法和局限性
当把两个已达成平衡的系统A和B放在一起时，它们 的状态是否会受到彼此间的互相干扰，则决定于两个系 统的接触情况。如果隔开它们之间的界壁是理想的刚性 厚石棉板，则它们的状态将彼此不受干扰，各自系统的 状态函数也不发生变化。这样的界壁称为绝热壁。如果 用薄的金属板隔开，则它们的状态将受到干扰，各自系 统的状态函数也会发生变化。这样的界壁称为导热壁。