物化各种公式概念总结

第一章热力学第一定律

一、基本概念

系统与环境，状态与状态函数，广度性质与强度性质，过程与途径，热与功，能与焓。

二、基本定律 热力学第一定律：ΔU =Q +W 。

三、基本关系式1、体积功的计算 δW = －p 外d V

恒外压过程：W = －p 外ΔV

定温可逆过程（理想气体）：W =nRT 1

221ln ln p p nRT V V =

2、热效应、焓：等容热：Q V =ΔU （封闭系统不作其他功）

等压热：Q p =ΔH （封闭系统不作其他功）

焓的定义：H =U +pV ; ΔH =ΔU +Δ(pV )

焓与温度的关系：ΔH =⎰2

1d p T T T C

3、等压热容与等容热容：热容定义：V V )(T U C ∂∂=；p p )(T H C ∂∂= 定压热容与定容热容的关系：nR C C =-V p

热容与温度的关系：C p ，m =a +bT +cT 2

四、第一定律的应用

1、理想气体状态变化

等温过程：ΔU =0 ; ΔH =0 ; W =－Q =⎰-p 外d V

等容过程：W =0 ; Q =ΔU =⎰T C d V ; ΔH =⎰T C d p

等压过程：W =－p e ΔV ; Q =ΔH =⎰T C d p ; ΔU =⎰T C d V

可逆绝热过程：Q =0 ; 利用p 1V 1γ=p 2V 2γ求出T 2,

W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p

C V (㏑T 2-㏑T 1)=nR(㏑V 1-㏑V 2)（T 与V 的关系）

C p (㏑T 2-㏑T 1)=nR(㏑P 2-㏑P 1) (T 与P 的关系)

不可逆绝热过程：Q =0 ;

利用C V (T 2-T 1)=－p 外(V 2-V 1)求出T 2,

W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p

2、相变化 可逆相变化：ΔH =Q =n ΔH ；

Ｗ＝－p (V 2-V 1)=－pV g =－nRT ; ΔU =Q +W

3、实际气体节流膨胀：焦耳-汤姆逊系数：μJ-T （理想气体在定焓过程中温度不变，故其值为0；其为正值，则随p 降低气体T 降低；反之亦然）

4、热化学

标准摩尔生成焓：在标准压力和指定温度下，由最稳定的单质生成单位物质的量某物质的定压反应热（各种稳定单质在任意温度下的生成焓值为0） 标准摩尔燃烧焓：…………，单位物质的量的某物质被氧完全氧化时的反应焓

第二章 热力学第二定律

一、基本概念 自发过程与非自发过程

二、热力学第二定律

热力学第二定律的数学表达式（克劳修斯不等式）

T

Q dS δ≥ “=”可逆；“＞”不可逆

三、熵（0k 时任何纯物质的完美结晶丧子为0）

1、熵的导出：卡若循环与卡诺定理（页52

2、熵的定义：T Q dS r δ=

3、熵的物理意义：系统混乱度的量度。

4、绝对熵：热力学第三定律

5、 熵变的计算

（1）理想气体等温过程：2

112ln ln p p nR V V nR T Q S r ===∆ （2）理想气体等压过程：1

2,ln T T nC S m p =∆

（3）理想气体等容过程：1

2,ln T T nC S m V =∆

（4）理想气体pTV 都改变的过程：2

112,ln ln p p nR T T nC S m p +=∆

（5）可逆相变化过程：T H n S _∆=∆

（6）化学反应过程：)298,()298(B S S m B m r ∑=∆θθν

四、赫姆霍兹函数和吉布斯函数

1、定义：A=U-TS ；G=H-TS

等温变化：ΔA=ΔU -TΔS；ΔG=ΔH -TΔS

2、应用：不做其他功时，ΔG T ,p ≤0 ；自发、平衡

3、热力学重要关系式：dU=TdS-pdV ；dH=TdS+Vdp

【页72】 dA=-SdT- pdV ；dG=-SdT+Vdp

4、ΔA 和ΔG 的求算

（1）理想气体等温过程

用公式：ΔA=ΔU -TΔS；ΔG=ΔH -TΔS

用基本关系式：d A =-S d T - pdV ；d G =-S d T + Vdp

（2）可逆相变过程 ΔA=ΔU -TΔS =W =-nRT ；ΔG =0

（3）化学反应过程的ΔG 标准熵法：ΔG=ΔH -TΔS

标准生成吉布斯函数法：)298,()298(B G G m f B m r θθν∆=∆∑

（4）ΔG 与温度的关系

ΔG=ΔH -TΔS ，设ΔH 、ΔS 不随温度变化。

第三章化学势

1、化学势的定义。物理意义：决定物质传递方向的限度的强度因素。)(,,)(B c c n p T B

B n G ≠∂∂=μ ；在T 、p 及其他物质的量保持不变的情况

下，增加1molB 物质引起系统吉布斯函数的增量。（又称偏摩尔量。

1、只有系统的容量性质才有偏摩尔量，故系统强度性质没有偏摩尔量【页8有两种性质定义】

2、只有在定稳T ，定压P 下才成为偏摩尔量）

2、化学势的应用

在等温等压不作其他功时，∑B B μν＜0自发；＝0平衡；＞0逆向自发

3、化学时表示式

理想气体：

)/ln(θθμμp p RT += 纯固体和纯液体：θμμ=

拉乌尔定律和亨利定律

1、拉乌尔定律