物理化学课程讲义物理化学复习答疑
物理化学课程讲义物理化学复习答疑
医药领域
研究药物的作用机制 、药物合成等方面的 原理和技术，促进医
药行业的发展。
02
物理化学基础知识
热力学基础
01 热力学第一定律
能量守恒定律，即系统吸收或放出的热量与系统 温度变化、体积变化和压力变化有关。
02 热力学第二定律
熵增加原理，即自发反应总是向着熵增加的方向 进行，而熵增加意味着系统无序度的增加。
复和治理提供技术支持。
ห้องสมุดไป่ตู้
材料科学中的应用
新材料研发
通过物理化学方法研究材料的组成、结构和性质，开发具有优异 性能的新材料，如高分子材料、纳米材料等。
材料性能优化
利用物理化学原理，优化材料的制备工艺和性能，提高材料的稳定 性、耐久性和功能性。
表面处理与改性
通过物理化学手段对材料表面进行改性处理，改变材料表面的物理 化学性质，提高材料的应用性能和寿命。
重要性
物理化学在科学、工程、技术、医药等领域中具有广泛 的应用，是理解和掌握物质变化规律的基础学科。
物理化学的发展历程
01 早期阶段
古代炼金术士和哲学家开始探索物质的变化和性 质。
02 近代阶段
随着工业革命的发展，人们对物质性质和变化规 律的认识不断深入，物理化学逐渐形成独立的学 科。
03 现代阶段
THANKS
感谢观看
其他领域的应用
能源开发与利用
01
物理化学原理在能源领域有广泛应用，如燃料电池、太阳能电
池和核能技术等。
农业科学
02
物理化学方法可用于研究土壤肥力、农药残留和农产品加工等
方面的技术问题，提高农业生产的效率和品质。
工业生产
03
物理化学原理在化工、冶金、轻工等领域有广泛应用，如化学
物理化学第一章讲义
第一章气体的pVT 关系§1.1 理想气体状态方程§1.2 理想气体混合物§1.3 真实气体的液化及临界参数§1.4 真实气体状态方程§1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子图教学重点及难点教学重点1.理解理想气体模型、摩尔气体常数,掌握理想气体状态方程。
2.理解混合物的组成、理想气体状态方程对理想气体混合物的应用,掌握理想气体的分压定律和分体积定律。
3.了解气体的临界状态和气体的液化,理解液体的饱和蒸汽压。
4.了解真实气体的pV m - p图、范德华方程以及压缩因子和对应状态原理。
教学难点:1.理想气体的分压定律和分体积定律。
前言宏观的物质可分成三种不同的聚集状态：气态:气体则最为简单，最易用分子模型进行研究。
液态:液体的结构最复杂，对其认识还很不充分。
固态:结构较复杂，但粒子排布的规律性较强，对其研究已有了较大的进展。
当物质的量n确定后，其pVT 性质不可能同时独立取值，即三者之间存在着下式所示的函数关系：f（p,V, T）= 0也可表示为包含n在内的四变量函数式，即f（p,V,T,n）= 0这种函数关系称作状态方程。
§1-1 理想气体的状态方程1.理想气体状态方程（1）气体的基本实验定律:波义尔定律:PV = 常数（n,T 恒定）盖·吕萨克定律:V／T = 常数（n,p恒定）阿伏加德罗定律:V／n＝常数（T,p恒定）( 2 ) 理想气体状态方程上述三经验定律相结合，可整理得理想气体状态方程:pV＝nRT(p: Pa（帕斯卡）V: m3(米3) T:K（开尔文）R（摩尔气体常数）: J·mol-1·K-1（焦·摩尔-1·开-1）)因为摩尔体积V m = V／n,气体的物质的量n=m /M理想气体状态方程又常采用下列两种形式：p V m＝RT、pV＝(m／M)RT2．理想气体模型(1)分子间力:分为相互吸引和相互排斥，按照兰纳德一琼斯的理论：E=E吸引+E排斥=-A r6+B r12由图可知:[1]当两个分子相距较远时，它们之间几乎没有相互作用。
物理化学总复习1
物理化学总复习1物理化学是一门研究物质的性质、结构和变化规律的学科，它融合了物理学和化学的原理和方法，对于理解化学反应、物质的状态和性质等方面具有重要意义。
以下是对物理化学的一些重要知识点的总复习。
一、热力学第一定律热力学第一定律，也称为能量守恒定律，其核心表述为：能量可以在不同形式之间转换，但总能量保持不变。
这一定律在物理化学中有着广泛的应用。
比如，在一个封闭系统中，如果有热量 Q 传递给系统，同时系统对外做功 W，那么系统的内能变化ΔU 就等于 Q W 。
这个公式清晰地展示了能量的转化关系。
理解热力学第一定律，对于分析各种热力学过程至关重要。
例如，在一个绝热过程中，Q ＝ 0 ，那么系统内能的变化就完全取决于系统对外做功或者外界对系统做功。
二、热力学第二定律热力学第二定律揭示了自发过程的方向性。
常见的表述有克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述指出：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
开尔文表述则表明：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。
通过熵的概念，可以更定量地理解热力学第二定律。
熵是一个系统混乱程度的度量。
在一个孤立系统中，熵总是增加的，这反映了自发过程总是朝着更加混乱、无序的方向发展。
三、热力学第三定律热力学第三定律指出：绝对零度时，纯物质的完美晶体的熵值为零。
这一定律为确定物质的熵值提供了基准。
四、化学热力学在化学热力学中，我们经常关注化学反应的热力学性质，如反应的焓变、熵变和自由能变化。
通过计算反应的焓变，可以判断反应是吸热还是放热。
熵变则反映了反应前后系统混乱程度的变化。
而自由能变化（ΔG）是判断反应能否自发进行的重要依据。
当ΔG ＜ 0 时，反应在给定条件下能够自发进行；当ΔG ＝ 0 时，反应处于平衡状态；当ΔG ＞ 0 时，反应不能自发进行。
五、多组分系统热力学多组分系统中，需要考虑溶质和溶剂的相互作用。
引入了偏摩尔量的概念来描述多组分系统中某一组分的性质。
04-物理化学课程讲义-第四章1解析
杠杆规则（Lever rule）
液相和气相的数量借助于力学中的杠杆规则求算， 即以物系点为支点，支点两边连结线的长度为力矩，计 算液相和气相的物质的量或质量，这就是可用于任意两 相平衡区的杠杆规则。即
nl CD ng CE
或 ml CD mg CE
可以用来计算两相的相对量 （总量未知）或绝对量（总 量已知）。
p-x图 和 T-x图
对于二组分体系， C 2, f 4 F
F 至少为1，则 f 最多为3。这三个变量通
常是T，p 和组成 x。
所以要表示二组分体系状态图，需用三个坐标 的立体图表示。
（1） 保持温度不变，得 p-x 图 较常用 （2） 保持压力不变，得 T-x 图 常用 （3） 保持组成不变，得 T-p 图 不常用。
xA
pB
p* B
xB
p pA pB
理想的完全互溶双液系
（2） p-x-y 图
这是 p-x 图的一种，把液相组成 x 和气相组成 y 画
在同一张图上。A和B的气相组成 yA和 yB的求法如下：
yA
pA p
yB 1 yA
p pA pB pA* xA pB* xB
p* A
xA
p* B
(1
引言
气体，不论有多少种气体放 在一起，只有一个气相。因 为气体分子混合很均匀，分 子之间没有界面。
多种气体混合物
液体，按其互溶程度可以组成一相、两相或三 相共存。
固体，一般有一种固体便有一个相。两种固体粉 末无论混合得多么均匀，仍是两个相（固体溶液 除外，它是单相）。
引言
自由度（degree of freedom）
在单相区，物系点与相点重合；在两相区中， 只有物系点，它对应的两个相的组成由对应的相点 表示。
《物理化学》学习辅导习题及答案要点
期末复习《物理化学》学习辅导材料之一热力学一、判断题：1、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变， CO2的热力学能和焓也不变。
( )2、25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。
（）3、稳定态单质的Δf H mΘ(800K)=0 。
( )4、d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。
( )5、系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。
（）6、若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。
（）7、隔离系统的热力学能是守恒的。
（）8、隔离系统的熵是守恒的。
（）9、一定量理想气体的熵只是温度的函数。
（）10、绝热过程都是定熵过程。
（）11、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。
（）12、系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此终态。
（）13、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。
（）14、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。
（）15、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W G和G<0，则此状态变化一定能发生。
（）16、绝热不可逆膨胀过程中S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S <0。
（）17、临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。
( )18、可逆的化学反应就是可逆过程。
( )19、Q和W不是体系的性质，与过程有关，所以Q + W也由过程决定。
( )20、焓的定义式H = U + pV是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。
( )21、焓的增加量∆H等于该过程中体系从环境吸收的热量。
( )22、一个绝热过程Q = 0，但体系的∆T不一定为零。
( )23、对于一定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。
( )24、某理想气体从始态经定温和定容两过程达终态，这两过程的Q、W、∆U及∆H是相等的。
湖南大学精编物理化学讲义课后答案
湖南大学精编物理化学讲义课后答案1、11．小明正在家里练习弹吉他，下列有关吉他的说法正确的是（）[单选题] *A．吉他发出的声音一定不是噪声B．吉他发出的声音是吉他弦振动产生的(正确答案)C．弹吉他时，用力越大，发出声音的音调越高D．弹吉他时，手按压吉他弦不同位置是为了改变响度2、41．下列物态变化现象中，说法正确的是（）[单选题] *A．夏天从冰箱取出的冰棍周围冒“白气”，这是空气中水蒸气的凝华现象B．市场上售卖“冒烟”的冰激凌，是由于其中的液氮汽化吸热致使水蒸气液化形成(正确答案)C．在饮料中加冰块比加冰水的冰镇效果更好，是因为冰块液化成水的过程中吸热D．手部消毒可以用酒精喷在手上，感到凉爽是因为酒精升华吸热3、4．电火花计时器接学生电源直流输出端．[判断题] *对错(正确答案)4、关于物质的密度,下列说法正确的是（）[单选题] *A. 一罐氧气用掉部分后,罐内氧气的质量变小,密度不变B. 一只气球受热膨胀后,球内气体的质量不变,密度变大C. 一支粉笔用掉部分后,它的体积变小,密度变小D. 一块冰熔化成水后,它的体积变小,密度变大(正确答案)5、34．关于物质的密度，下列说法正确的是（）[单选题] *A．铜的密度是9×103kg/m3，表示lm3铜的质量为9×103kg(正确答案)B．一罐氧气用掉部分后，罐内氧气的质量变小密度不变C．一块砖切成体积相等的两块后，砖的密度变为原来的一半D．密度不同的两个实心物体，其质量一定不同6、仅受地磁场作用，可自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北极附近[判断题] *对(正确答案)错答案解析：受地磁场作用，小磁针N极指北方，S极指南方7、50．下列现象中与电视机的荧光屏表面常沾有许多灰尘的物理道理相同的是（）[单选题] *A．塑料梳子梳头发，头发变得蓬松B．冬天脱毛衣时产生电火花C．塑料泡沫容易吸在化纤衣服上(正确答案)D．油罐车后拖有长长的铁链8、继共享单车之后，共享汽车已经悄然走进我们的生活。
《物理化学》复习资料解析
物理化学》课程期末复习资料《XXX〉课程讲稿章节目录：绪论第一章热力学第一定律第一节热力学概论第二节热力学基本概念第三节热力学第一定律第四节体积功与可逆过程第五节热、热容与焓第六节热力学第一定律应用第七节热化学第八节化学反应热效应计算第二章热力学第二定律第一节卡诺循环与卡诺定律第二节热力学第二定律的表述第三节熵函数第四节熵变的计算第五节熵函数的物理意义第六节热力学第三定律第七节吉布斯能和亥姆霍兹能第八节热力学函数间关系第九节吉布斯能和亥姆霍兹能计算第三章多组分系统热力学第一节多组分系统组成表示法第二节偏摩尔量第三节化学势第四节液相多组分体系两个经验定律第五节气体化学势第六节液体混合物和稀溶液组分化学势第七节稀溶液的依数性第八节分配定律第四章化学平衡第一节化学反应等温方程第二节化学反应平衡常数第三节平衡常数计算和化学转化率第四节反应标准吉布斯自由能和化合物标准生成吉布斯自由能第五节温度对平衡常数的影响第六节其他因素对平衡常数的影响第七节反应耦合第五章相平衡第一节相率第二节单组份系统第三节双组份系统（1）第四节双组份系统（2）第五节双组份系统（3）第六章电化学第一节电化学基本概念第二节电解质溶液电导测定与应用第三节电解质溶液活度与活度系数第四节可逆电池第五节电极电势和电池电动势第六节可逆电池热力学第七节电池种类第八节电池电动势测量与应用第九节电极极化和过点位第七章化学动力学第一节反应速率的表示与测量第二节反应速率方程第三节简单级数反应的速率方程第四节反应速率的确定第五节温度对反应速率的影响第六节典型的复杂反应第七节溶液中的反应第八节催化反应动力学第九节光化学反应动力学第八章表面物理化学第一节表面积与表面吉布斯能第二节弯曲表面的性质第三节铺展与湿润第四节溶液的表面吸附第五节不溶性表面膜第六节表面活性剂第七节固体表面对气体的吸附第九章胶体分散系统第一节溶胶的分类和基本特征第二节溶胶的制备和净化第三节动力学性质第四节光学性质第五节电学性质第六节胶体的稳定性第七节乳状液、泡沫和气溶胶第十章大分子溶液第一节大分子溶解结构和平均摩尔质量第二节大分子的溶解特征及在溶液中的形态第三节大分子溶液的渗透压第四节大分子溶液的光散射第五节大分子溶液的流变性第六节大分子溶液的超离心沉降第七节大分子电解质溶液第八节凝胶一、客观部分：（单项选择、多项选择、不定项选择、判断）（一）、选择部分1. 下列哪些属于热力学的研究范畴（B,C ）A.体系变化的速率B.体系变化的方向判断C.体系与环境间的能量交换D.体系分子的微观结构★考核知识点：热力学研究范畴参见绪论热力学研究的是体系的状态、变化方向与限度（通过体系与环境间的能量交换能判断），不考虑体系变化速率和分子微观结构。
02-物理化学课程讲义-答疑1-2
1mol N2 1V
+
1mol N2 1V
=
2mol N2 2V
=
1mol Ar 1mol N2 1V
答： ΔSmix = 0
3
辅导答疑 2.10
2.10 指出下列理想气体等温混合的熵变值。 D． 1mol N2 1V
1.3
1mol H2与过量50%的空气混合，始态为25°C， 101 325kPa。若该混合气体在容器中发生爆炸试求爆 炸所能达到的最高温度和压力。 设所有的气体均可视为理想气体，H2O(g)、O2及 N2的Cp.m分别为37.66、25.1及25.1J·mol-1·K-1。
1
辅导答疑 2.1
2.1 自发过程一定是不可逆的，所以不可 逆过程一定是自发的。这说法对吗？
答：不一定。不可逆压缩，体系熵是减少的。 只有在隔离体系中，这种说法才是对的。
辅导答疑 2.5
2.5 某体系从始态出发，经一个绝热不可 逆过程到达终态。为了计算熵值，能否设计一 个绝热可逆过程来计算？ 答：不可能。若从同一始态出发，绝热可逆和绝 热不可逆两个过程的终态绝不会相同。反之，若 有相同的终态，两过程绝不会有相同的始态，所 以只有设计除绝热以外的其它可逆过程，才能有 相同的始、终态。
Δ H dp Δ vap H m = = vap m dT TVm (g) T ( RT / p )
d ln p Δ vap H m = dT RT 2
这就是Clausius-Clapeyron方程，ΔvapHm 是摩尔气化热。
假定ΔvapHm的值与温度无关，积分得：
物理化学讲义
物理化学讲义物理化学课程学习指导与练习（60学时左右）◇基本要求◇内容提要◇课堂练习目录第一章热力学第一定律内容提要 3 练习1.1 6 第二章热力学第二定律内容提要9 练习2.1 12 第三章溶液15 练习3.1 18 第四章化学平衡20 练习4.1 23 第五章化学动力学基础25 练习5.1 28 第六章相平衡31 练习6.1 35 第七章电化学基础37 练习7.1 41 第八章表面现象44 练习8.1 48 第九章胶体化学基础50 练习9.1 53第一章热力学第一定律基本要求1．理解体系与环境、状态与状态函数等基本概念。
了解可逆过程的概念。
2．理解功、热、热力学能、焓、热容、摩尔相变焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓、反应焓变等概念。
掌握相变过程、化学变化过程热效应的计算。
内容提要一．热力学第一定律封闭系第一定律： ?U = Q+W或：W Q dU δδ+= (1-1)U ：热力学能，即体系内质点各能量之和，包括分子的动能、势能和分子内部能量。
热力学能是状态函数（广延性质）。
对于物质的量、组成一定的均相系，热力学能是任意两个独立状态参量的函数，如： U=f (T 、V) 或U=f (T 、P)Q ：热。
规定系统吸热为正，放热为负。
W ：功。
规定环境对系统做功为正，系统对环境做功为负。
二．体积功体积功的计算： dV P W V V ?-=21环(1-2) 1．气体向真空膨胀（自由膨胀）过程：∵P 外=0，∴W=0 （1-3）2．恒外压过程： )(12V V P W --=环 (1-4)3．理想气体等温可逆过程： 1221V V nRTLn dV P W V V -=-=? (1-5) 4．相变过程：等压相变过程：)(12V V P W --=环液体或固体的汽化过程：例如 W= —P(V g —V L )≈—PV g = —n RT (1-6)5．化学变化过程：压力一定：W= —RT[∑νB (g)产物-∑νB (g)反应物]= —RT ΔνB (g) （1-7）:)(g B ν 气态物质B 的化学计量系数。
物理化学讲义_图文_百度文库
实验一燃烧热的测定一、实验目的1. 通过萘的燃烧热测定，了解氧弹量热计各主要部件的作用，掌握燃烧热的测定技术；2. 掌握恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别与联系；3. 学会应用图解法校正温度改变值。
二、实验原理燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。
在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(Qv)，其值等于这个过程的内能变化(ΔU)。
在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Qp)，它等于这个过程的焓变(ΔH)。
若把参与反应的气体作为理想气体处理，则存在下列关系式：Qp=Qv+∆n⋅RT (1-1)式中，Δn为产物中气体的摩尔数之和与反应物中气体的摩尔数之和的差值；R为气体常数；T为反应的绝对温度。
若测得某物质恒压燃烧热或恒容燃烧热中的任何一个，就可根据式(1-1)计算另外一个。
化学反应的热效应通常是用恒压热效应来表示的，而且习惯上用ΔH表示。
测量化学反应热效应的仪器称为量热计。
本实验采用XRY-1A型数显氧弹式热量计测量萘的燃烧热。
由于氧弹量热计测定物质的燃烧热是在恒容条件下进行的，故为恒容燃烧热。
其原理是将一定量待测物样品在氧弹中完全燃烧时放出的热量使量热计(包括周围介质)的温度升高，通过测定燃烧前、后量热计温度的变化值，就可以计算出样品的燃烧热。
其关系式如下：C∆T=-(mQv+Q点火丝ρ点火丝l点火丝) (1-2)式中，m为标准物质的质量(g)；Qv为1g标准物质恒容燃烧放出的热(J·g-1)； Q 点火丝= -1.02×10-3kJ·g-1；l点火丝为点火丝的长度(cm)；ρ点火丝为单位长度点火丝的质量(g·cm-1)，其值为4.00×10-4 g·cm-1；ΔT为样品燃烧前后量热计温度的变化值(K) (需用校正法校正)；C为量热计的热容，即量热计每升高1K所需要吸收的热量(J·K-1)。
本实验的标准物质为苯甲酸，它的恒容燃烧热为Qv = -26.43×103 J·g-1。
物理化学课程讲义第六章
在一定温度下，1mol物质与氧气完全燃烧生成稳定氧化物时的反 应热效应。
生成焓与燃烧焓的关系
对于同一物质，其生成焓与燃烧焓之和等于该物质的标准摩尔焓。
反应焓变与温度的关系
1 2
基尔霍夫定律
在恒压条件下，化学反应的焓变随温度的变化率 等于反应热容差。
反应热容差
反应物和生成物热容之差，决定了反应焓变随温 度的变化率。
通过热力学基本方程和麦克斯韦关系式， 可以推导出各种热力学函数之间的关系， 为解决实际问题提供了方便。
学习方法建议
掌握基本概念
在学习物理化学课程时，首先要掌握 热力学的基本概念，如温度、热量、 功、内能等。
理解物理意义
在学习热力学定律和原理时，要注重 理解其物理意义，明确其适用条件和 范围。
多做练习题
04
热化学
化学反应的热效应
热效应定义
化学反应在恒压条件下所 吸收或放出的热量。
热效应测定方法
量热计是测量热效应的主 要工具，通过测量反应前 后体系温度的变化来计算 热效应。
热化学方程式
表示化学反应中物质变化 和热效应的化学方程式， 其中热效应以ΔH表示。
生成焓与燃烧焓
生成焓定义
在一定温度下，由最稳定的单质生成1mol化合物的反应热效应。
ΔU = Q + W，其中ΔU表示系统热力学能的变化，Q表示系统与环境交换的热 量，W表示环境对系统所做的功。
开放系统热力学第一定律表达式
ΔU = Q + W + ∑mi(hi + 1/2vi^2 + gzi)，其中mi、hi、vi和zi分别表示进入 或离开系统的各组分的质量、焓、速度和高度。
体积功的计算
物理化学讲义
物理化学课程学习指导与练习（60学时左右）◇基本要求◇内容提要◇课堂练习目录第一章热力学第一定律内容提要 3 练习1.1 6 第二章热力学第二定律内容提要9 练习2.1 12 第三章溶液15 练习3.1 18 第四章化学平衡20 练习4.1 23 第五章化学动力学基础25 练习5.1 28 第六章相平衡31 练习6.1 35 第七章电化学基础37 练习7.1 41 第八章表面现象44 练习8.1 48 第九章胶体化学基础50 练习9.1 53第一章 热力学第一定律基 本 要 求1．理解体系与环境、状态与状态函数等基本概念。
了解可逆过程的概念。
2．理解功、热、热力学能、焓、热容、摩尔相变焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓、反应焓变等概念。
掌握相变过程、化学变化过程热效应的计算。
内 容 提 要一．热力学第一定律封闭系第一定律： ∆U = Q+W或： W Q dU δδ+= (1-1)U ：热力学能，即体系内质点各能量之和，包括分子的动能、势能和分子内部能量。
热力学能是状态函数（广延性质）。
对于物质的量、组成一定的均相系，热力学能是任意两个独立状态参量的函数，如： U=f (T 、V) 或U=f (T 、P)Q ：热。
规定系统吸热为正，放热为负。
W ：功。
规定环境对系统做功为正，系统对环境做功为负。
二．体积功体积功的计算： dV P W V V ⎰-=21环 (1-2)1．气体向真空膨胀（自由膨胀）过程： ∵P 外=0，∴W=0 （1-3） 2．恒外压过程： )(12V V P W --=环 (1-4) 3．理想气体等温可逆过程： 1221V V nRTLn dV P W V V-=-=⎰ (1-5)4．相变过程： 等压相变过程：)(12V V P W --=环液体或固体的汽化过程：例如 W= —P(V g —V L )≈—PV g = — n RT (1-6) 5．化学变化过程：压力一定：W= —RT[∑νB (g)产物-∑νB (g)反应物]= —RT ΔνB (g) （1-7）:)(g B ν 气态物质B 的化学计量系数。
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W
1
1
p1V1
p2V2
过程 特点 理想气体 实际气体
等温膨胀 T=0 U 0
V T
绝热自由 膨胀
U=0
T 0 V U
绝热节 流膨胀
H=0
T p
H
0
T p
H
即T<0 (除H2, He)
4、热Q：
无相变无化学变化，只做体积功的任意物质
（从①②式可得）：
(dU)V = QV = CV dT， (dH)p = Qp = Cp dT ， dU = QV = CV dT（理想气体） dH = Qp = Cp dT （理想气体）
(2) 始终态相同 故H = 40.7kJ U = 37.6kJ 但W=0
Q = U = 37.6kJ
例6 将100g,40℃水和100g, 0℃的冰在杜瓦瓶中(恒压 ，绝热)混合，求平衡后的状态，及此过程的 H。已知冰的熔化热 =335Jg-1 ,Cp(水)= 4.18 JK-1g-1
解：设水和冰为系统。因恒压，绝热 所以H = Qp = 0 又 H =H(水) + H(冰) = 0 设终态温度为T H =H(水) + H(冰) =1004.18(T – 313)+ 100335=0 T = 253K ？？？
H (T2 ) H (T1)
T2 T1
C
p
dT
HESS定律
T
H (T ) H (T1) T1 CpdT
二、例题
例1 判断下列各过程的Q, W, U, H是>0, =0, <0， 还是不能确定？
（1）理想气体等温可逆膨胀： U=0, H=0, Q>0, W>0
（2）理想气体绝热节流膨胀： Q=0, H=0, U=0, W=0
。
加 25℃, p 25℃, p 热 20dm3 20dm3
2 p
2 p
T2’
T2
例7 装置如图，始态时绝热理想活塞两侧容器各为 20dm3，均充满25℃, p的N2。对左侧气室缓慢加 热，直至室内压力为2p。请分别以右室气体， 左室气体和全部气体为系统，求算Q, W, U, H （N2可视为理想气体）
（3）理想气体定压膨胀：
W>0, U>0, H>0, Q>0
（4）理想气体自由膨胀：
W=0, U=0, H=0, Q=0
（5）实际气体绝热自由膨胀： W=0, Q=0, U=0, H=
上接例1
（6）0℃，p冰熔化成水： （7）水蒸气通过蒸汽机做功后
恢复原状： （8）在充满O2的绝热定容容器
中，石墨剧烈燃烧，以反应 器和其中所有物质为系统：
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
W
+
0
+
-
0
0
Q
-
+
-
0
-
0
ΔU
+
+
+
-
-
0
例4 某理想气体从始态1经下列三个途径到达终态2 ，求Q, W, U的表达式。已知CV , Cp 为常数
p 1 (p1 , V1 , T1)
( )T,r ( )S
A
（1）1 → A →2 （2）1 →B →2 （3）1 →C →2 B
C(T c ) 2(p2 , V2 , T2) V
解：所有的过程始终态都相同，故
U = nCV,m(T2–T1) (1)定容+定压：W =p2(V2– V1)
Q= U + W = nCV,m(T2 – T1 )+p2(V2 – V1 ) (2)定温可逆+定容：W = nRT1ln(V2/V1)
Q= U + W = nCV,m(T2 – T1 )+nRT1ln(V2/V1) (3)绝热可逆+定容：W=nCV,m(T1–TC)
pex=0 pex=常数
自由膨胀 W=0；
抗恒外压膨胀 W= pexV ； 相变 W=pV =pVg=nRT；
pex=pdP p
理想气体等温可逆膨胀pV=constant
Q =W =∫pdV= nRT ln(V2/V1) 理想气体绝热可逆膨胀pV=constant
理想气体绝热膨胀 W = U= CV(T1T2)
物理化学课程讲义物理 化学复习答疑
2020年4月20日星期一
一、基本概念和公式
1、系统分类：密闭；开放；孤立系统 2、状态函数性质： 只决定于始终态，而与途径无关(通过设计)
如：U=Q + W
dU CV dT
devise Qr+Wr
U CV dT
dH C pdT H CpdT
3功：W=∫pexdV
答：错。因 1）定温过程U=0，只适用于理想气体的简单状态
变化。这是相变过程，不适用； 2）Qp=∫CpdT=0，只适用于无相变，无化学变化的
单纯变温过程，相变过程中： Qp =vapHm(气化热)
例3.判断下列各过程中的Q，W,ΔU，以及可能知道的ΔH值（用
+、-、0表示）： (1)如图所示，当电池放电后，若 （a）以水和电阻丝为系统； （b）以水为系统； （c）以电阻丝为系统； （d）以电池为系统； （e）以电池、电阻丝为系统； （f）以电池、电阻丝、水为系统。
或 Q= nCV,m(T2–TC)
例5 在100℃，p下，1mol水(1)可逆蒸发，vapHm = 40.7kJmol-1, (2)向真空蒸发为蒸气，假设蒸气 为理想气体，液体水的体积可忽略不计，求Q, W, U, H。
解：(1) H = Qp = 40.7kJ W = pV = p Vg= RT = 3.1kJ U = Q-W =(40.7-3.1)kJ = 37.6kJ
Cp和CV的关系: 根据定义式, 对于任何物质:
理想气体
C p,m CV ,m R
Cp 并不是一定大于 Cv
5、摩尔反应热（焓）
只做体积功，( )T,V rU = QV ( )T,p rH = Qp
rHm - rUm = RTn(g) rHm = ifHm,i rHm = - icHm,i
基尔霍夫方程：
该结果是不可能的！
100g水全部降温至0℃，放热： H(水)=-1004.1840 =-16.7kJ 100g冰全部融化吸热：H(冰)=33.5kJ 说明冰不能全部融化，终态应是0℃的冰水混合物。
设 m 克冰融化, H=H(冰)+H(水)= m 0.335-16.7=0
m = 50g 平衡后的状态为50g冰和150g水的0℃的冰水混合物
Q>0, H>0, U>0, W<0
U=0, H=0, Q>0, W>0 勇于开始，才能找到成 功的路 W=0,Q=0, U=0, H>0
例2 在100℃，p下，1mol水定温蒸发为蒸气，假设 蒸气为理想气体，因为这一过程中的温度不变 ，所以，U=0, Qp =∫Cp dT=0这一结论对否？ 为什么？