大学物理化学公式及使用条件
物理化学主要公式及使用条件
第七章电化学 主要公式与其适用条件1．迁移数与电迁移率电解质溶液导电是依靠电解质溶液中正、负离子的定向运动而导电，即正、负离子分别承当导电的任务。
但是，溶液中正、负离子导电的能力是不同的。
为此，采用正(负)离子所迁移的电量占通过电解质溶液的总电量的分数来表示正(负)离子之导电能力，并称之为迁移数，用t + ( t - ) 表示。
即正离子迁移数-++-++-++++=+=+=u u u Q Q Q t v v v负离子迁移数-+--+--+--+=+=+=u u u Q Q Q t v v v上述两式适用于温度与外电场一定而且只含有一种正离子和一种负离子的电解质溶液。
式子明确，正(负)离子迁移电量与在同一电场下正、负离子运动速率+v 与-v 有关。
式中的u + 与u - 称为电迁移率，它表示在一定溶液中，当电势梯度为1V ·m -1时正、负离子的运动速率。
假如电解质溶液中含有两种以上正(负)离子时，如此其中某一种离子B 的迁移数t B 计算式为∑=+BBBB Q Q t z2．电导、电导率与摩尔电导率衡量溶液中某一电解质的导电能力大小，可用电导G ，电导率κ与摩尔电导率m Λ来表述。
电导G 与导体的横截面A s 与长度l 之间的关系为l A κR G s==1式中κ称为电导率，表示单位截面积，单位长度的导体之电导。
对于电解质溶液，电导率κ如此表示相距单位长度，面积为单位面积的两个平行板电极间充满电解质溶液时之电导，其单位为S · m -1。
假如溶液中含有B 种电解质时，如此该溶液的电导率应为B 种电解质的电导率之和，即∑=BBκκ(溶液)虽然定义电解质溶液电导率时规定了电极间距离、电极的面积和电解质溶液的体积，但因未规定一样体积电解质溶液中电解质的量，于是，因单位体积中电解质的物质的量不同，而导致电导率不同。
为了反映在一样的物质的量条件下，电解质的导电能力，引进了摩尔电导率的概念。
物理化学主要公式及使用条件要点
物理化学主要公式及使用条件第六章 相平衡 主要公式及其适用条件1． 吉布斯相律2+-=P C F式中F 为系统的自由度数（即独立变量数）；P 为系统中的相数；“2”表示平衡系统只受温度、压力两个因素影响。
要强调的是，C 称为组分数，其定义为C =S －R －R ′，S 为系统中含有的化学物质数，称物种数；R 为独立的平衡化学反应数；'R 为除任一相中∑=1Bx（或1B =ω）。
同一种物质在各平衡相中的浓度受化学势相等限制以及R 个独立化学反应的标准平衡常数θK 对浓度限制之外，其他的浓度（或分压）的独立限制条件数。
相律是表示平衡系统中相数、组分数及自由度数间的关系。
供助这一关系可以解决：（a ）计算一个多组分多平衡系统可以同时共存的最多相数，即F ＝0时，P 值最大，系统的平衡相数达到最多；（b ）计算一个多组分平衡系统自由度数最多为几，即是确定系统状态所需要的独立变量数；（c ）分析一个多相平衡系统在特定条件下可能出现的状况。
应用相律时必须注意的问题：（a ）相律是根据热力学平衡条件推导而得的，故只能处理真实的热力学平衡系统；（b ）相律表达式中的“2”是代表温度、压力两个影响因素，若除上述两因素外，还有磁场、电场或重力场对平衡系统有影响时，则增加一个影响因素，“2”的数值上相应要加上“1”。
若相平衡时两相压力不等，则2+-=P C F 式不能用，而需根据平衡系统中有多少个压力数值改写“2”这一项；（c ）要正确应用相律必须正确判断平衡系统的组分数C 和相数P 。
而C 值正确与否又取决与R 与R ‘的正确判断；（d ）自由度数F 只能取0以上的正值。
如果出现F <0，则说明系统处于非平衡态。
2． 杠杆规则杠杆规则在相平衡中是用来计算系统分成平衡两相（或两部分）时，两相（或两部分）的相对量，如图6－1所示，设在温度为T 下，系统中共存的两相分别为α相与β相。
图6－1 说明杠杆规则的示意图图中M ，α，β分别表示系统点与两相的相点；B M x ，B x α，B x β分别代表整个系统，α相和β相的组成（以B 的摩尔分数表示）；n ，αn 与βn 则分别为系统点，α相和β相的物质的量。
物理化学主要公式及使用条件
热力学基本方程适用于封闭的热力学平衡系统所进行的一切可逆过程。说的更详细些， 它们不仅适用于一定量的单相纯物质， 或组成恒定的多组分系统发生单纯 p, V, T 变化的过程。 也可适用于相平衡或化学平衡的系统，由一平衡状态变为另一平衡态的过程。
多组分系统热力学主要公式及其适用条件
1. 偏摩尔量： 定义:
W U nCV ,m (T2 T1 )
适用于 CV ,m 为常数的理想气体绝热过程。
8. 理想气体可逆绝热过程方程 TV
γ-1
= 常数
pV = 常数 Tp(1γ)/γ
γ
= 常数
上式中， C p ,m / CV ,m 称为热容比（以前称为绝热指数） ，适用于 CV ,m 为常数，理想气体可逆 绝热过程 p，V，T 的计算。
对于封闭系统，一切非体积功为零的可逆过程的 S 计算式，皆可由上式导出 （1）1. 先等温后等容 S nC v,m ln
T2 V nR ln 2 T1 V1
2. 先等温后等压 S nC p, m ln
T2 nR ln T1
p p
2
1
3. 先等压后等容 S nC v,m ln
X XB n B T, p, nC
(1)
其中 X 为广延量，如 V﹑U﹑S......
X X 全微分式： dX dT dp X B dnB T p,nB B p T,nB
(2)
总和：
X nB X B
( p an 2 / V 2 )(V nb) nRT
பைடு நூலகம்
a 和 b 皆为只与气体的种类有关的常数， 式中 a 的单位为 Pa · m6 · mol-2， b 的单位为 m3 · mol-1，
物理化学主要公式及使用条件
物理化学主要公式及使用条件第五章 化学平衡1． 化学反应亲和势的定义A 代表在恒温、恒压和'W=的条件下反应的推动力，A >0反应能自动进行；A＝0处于平衡态；A < 0反应不能自动进行。
2．摩尔反应吉布斯函数与反应进度的关系()BB r m,BG T pGξνμ∂∂==∆∑式中的()p ξ∂∂T ,G表示在T ，p 及组成一定的条件下，反应系统的吉布斯函数随反应进度的变化率，称为摩尔反应吉布斯函数变。
3．化学反应的等温方程式中νμ∆=∑θθr m B BG，称为标准摩尔反应吉布斯函数变；()BBBpJ ppν=∏θ，称为反应的压力商，其单位为1。
此式适用理想气体或低压下真实气体，，在T ，p 及组成一定，反应进度为1 mol 时的吉布斯函数变的计算。
4．标准平衡常数的表达式式中eqBp 为参加化学反应任一组分B 的平衡分压力，γB 为B 的化学计量数。
K θ量纲为一。
若已知平衡时参加反应的任一种物质的量n B ，摩尔分数y B ，系统的总压力p ，也可采用下式计算θK ：()}{()BBBB B BB BBKn ppn y ppνννν∑∑=∏⋅=⋅∑∏θθθ式中∑Bn 为系统中气体的物质的量之和，∑B ν为参加反应的气态物质化学计量数的代数和。
此式只适用于理想气体。
5．标准平衡常数的定义式r mA G =-∆pJln RT G G θm r m r +∆=∆()BθeqBBθνpp K∏=或θθr m e x p ()KG R T =-∆6．化学反应的等压方程——范特霍夫方程微分式 θθ2r md ln d K T H R T=∆积分式θθθ21rm2121l n ()()KK HT T R TT =∆-不定积分式θθr mln KHR T C=-∆+对于理想气体反应，θr mr mH H∆=∆，积分式或不定积分式只适用于r m H ∆为常数的理想气体恒压反应。
若r m H ∆是T 的函数，应将其函数关系式代入微分式后再积分，即可得到θln K 与T 的函数关系式。
物理化学计算公式的适用条件
⊿H=n⊿HV
任何相变, 但系统始态、终态温度、压力不能变
8.⊿H=ΣνΔHf(生成物)- ΣνΔHf(反应物)
等温等压下的化学反应,对物理化学B来讲,就是25℃, 101.325kPa下的化学反应
9 p1V1γ= p2V2γ, T1V1γ-1=T2V2γ-1
理想气体绝热可逆,而且无相变,无化学反应
等压过程、只要求系统始态、终态无相变、无化学反应、无非体积功，始态终态压力不变
⊿S=n⊿HV/T
等温等压下的任何相-TS
F=U-TS
任何过程
⊿G=⊿H-T⊿S
⊿A=⊿U-T⊿S
等温等压过程
⊿Ssur=-Qsys/Tsur
系统实际过程的热效应，假设环境温度不变
物理化学计算公式的适用条件
热力学第一定律
公式
适用条件
⊿U=nCV⊿T.
无相变、无化学反应、无非体积功的任何过程
⊿U=nCV⊿T=Q
等容可逆过程
⊿H=nCp⊿T.
无相变、无化学反应、无非体积功的任何过程
⊿H=nCp⊿T=Q
等压可逆过程
W=-nRTln（V2/V1）
等温可逆过程
H=U+pV
任何过程
⊿H=n⊿HV=Q
10 W=-pe⊿V
任何过程,但要注意与途径有关
热力学第二定律
公式
适用条件
⊿S=nRln(V2/V1)
等温过程，只要求系统始态、终态无相变、无化学反应、无非体积功，始态终态温度不变
⊿S=nCVln(T2/T1)
等容过程，只要求系统始态、终态无相变、无化学反应、无非体积功，始态终态体积不变
⊿S=nCpln(T2/T1)
⊿S=ΣνS(生成物)- ΣνS(反应物)
大学物理化学公式大全
此方程适用于纯物质的 相和 相的两相平衡。
19.
克劳修斯-克拉佩龙方程
d ln( p /[ p]) ( vap H / RT 2 )dT ln( p2 / p1 ) ( vap H m / R)(1/ T1 1/ T2 )
式中 Q1 和 Q 2 分别为工质在循环过程中从高温热源 T1 吸收的热量和向低温热源 T2 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
0, 可逆循环 Q1 / T1 Q2 / T2
0, 不可逆循环
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
dS δQr / T
4. 克劳修斯不等式
dS δQ / T , 不可逆
δQ / T , 可逆
5. 熵判据
S i s o S s y s S a m b 0 ,不可逆 0 ,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。
H nC p ,m d T
1
2
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
U nCV ,m d T 1 此式适用于理想气体单纯 pVT 变化的一切过程。
2
5. 恒容热和恒压热
QV U
物理化学公式总结
物理化学主要公式及使用条件第一章 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 ==)/(式中p ，V ，T 及n 单位分别为Pa ，m 3，K 及mol 。
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 ) = ∑AAB /nn体积分数 /y Bm,B B *=Vϕ∑*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。
∑*AAm,AVy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∑∑∑===BBBBBB Bmix//n Mn m MyM式中 ∑=BBmm 为混合气体的总质量，∑=BBnn 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。
*BV 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。
物理化学主要公式及使用条件要点剖析
负离子迁移数
上述两式适用于温度及外电场一定而且只含有一种正离子和一种负离子的电解质溶液。式子表明，正(负)离子迁移电量与在同一电场下正、负离子运动速率 与 有关。式中的u+与u-称为电迁移率，它表示在一定溶液中，当电势梯度为1V·m-1时正、负离子的运动速率。
若电解质溶液中含有两种以上正(负)离ห้องสมุดไป่ตู้时，则其中某一种离子B的迁移数tB计算式为
2．电导、电导率与摩尔电导率
衡量溶液中某一电解质的导电能力大小，可用电导G，电导率 与摩尔电导率 来表述。电导G与导体的横截面As及长度l之间的关系为
式中 称为电导率，表示单位截面积，单位长度的导体之电导。对于电解质溶液，电导率 则表示相距单位长度，面积为单位面积的两个平行板电极间充满电解质溶液时之电导，其单位为S · m-1。若溶液中含有B种电解质时，则该溶液的电导率应为B种电解质的电导率之和，即
式中 与 分别为电解质 全部解离时的正、负离子的化学计量数， 与 则分别为溶液无限稀时正、负离子的摩尔电导率。此式适用溶剂、温度一定条件下，任一电解质在无限稀时的摩尔电导率的计算。而 和 可通过实验测出一种电解质在无限稀时的 与迁移数 ，再由下式算出：
利用一弱电解质的 值及一同温同溶剂中某一浓度(稀溶液)的该弱电解质之 ，则从下式可计算该弱电解质在该浓度下的解离度:
4．电解质离子的平均活度和平均活度系数
强电解质 解离为 离子和 离子，它们的活度分别为a，a+，a-，三者间关系如下：
应用相律时必须注意的问题：（a）相律是根据热力学平衡条件推导而得的，故只能处理真实的热力学平衡系统；（b）相律表达式中的“2”是代表温度、压力两个影响因素，若除上述两因素外，还有磁场、电场或重力场对平衡系统有影响时，则增加一个影响因素，“2”的数值上相应要加上“1”。若相平衡时两相压力不等，则 式不能用，而需根据平衡系统中有多少个压力数值改写“2”这一项；（c）要正确应用相律必须正确判断平衡系统的组分数C和相数P。而C值正确与否又取决与R与R‘的正确判断；（d）自由度数F只能取0以上的正值。如果出现F<0，则说明系统处于非平衡态。
物化上主要公式及使用条件
物理化学（上）主要公式及使用条件第一章 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∑*AV y A m ,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。
物理化学主要公式及使用条件要点
物理化学主要公式及使用条件第六章 相平衡 主要公式及其适用条件1． 吉布斯相律2+-=P C F式中F 为系统的自由度数（即独立变量数）；P 为系统中的相数；“2”表示平衡系统只受温度、压力两个因素影响。
要强调的是，C 称为组分数，其定义为C =S －R －R ′，S 为系统中含有的化学物质数，称物种数；R 为独立的平衡化学反应数；'R 为除任一相中∑=1Bx（或1B =ω）。
同一种物质在各平衡相中的浓度受化学势相等限制以及R 个独立化学反应的标准平衡常数θK 对浓度限制之外，其他的浓度（或分压）的独立限制条件数。
相律是表示平衡系统中相数、组分数及自由度数间的关系。
供助这一关系可以解决：（a ）计算一个多组分多平衡系统可以同时共存的最多相数，即F ＝0时，P 值最大，系统的平衡相数达到最多；（b ）计算一个多组分平衡系统自由度数最多为几，即是确定系统状态所需要的独立变量数；（c ）分析一个多相平衡系统在特定条件下可能出现的状况。
应用相律时必须注意的问题：（a ）相律是根据热力学平衡条件推导而得的，故只能处理真实的热力学平衡系统；（b ）相律表达式中的“2”是代表温度、压力两个影响因素，若除上述两因素外，还有磁场、电场或重力场对平衡系统有影响时，则增加一个影响因素，“2”的数值上相应要加上“1”。
若相平衡时两相压力不等，则2+-=P C F 式不能用，而需根据平衡系统中有多少个压力数值改写“2”这一项；（c ）要正确应用相律必须正确判断平衡系统的组分数C 和相数P 。
而C 值正确与否又取决与R 与R ‘的正确判断；（d ）自由度数F 只能取0以上的正值。
如果出现F <0，则说明系统处于非平衡态。
2． 杠杆规则杠杆规则在相平衡中是用来计算系统分成平衡两相（或两部分）时，两相（或两部分）的相对量，如图6－1所示，设在温度为T 下，系统中共存的两相分别为α相与β相。
图6－1 说明杠杆规则的示意图图中M ，α，β分别表示系统点与两相的相点；B M x ，B x α，B x β分别代表整个系统，α相和β相的组成（以B 的摩尔分数表示）；n ，αn 与βn 则分别为系统点，α相和β相的物质的量。
物理化学公式大全
2. 焓的定义式
H = U + pV
2
3. 焓变
（1） ΔH = ΔU + Δ( pV )
式中 Δ( pV ) 为 pV 乘积的增量，只有在恒压下 Δ( pV) = p(V2 −V1) 在数值上等于体积 功。
（2）
2
∫ ΔH = 1 nCp,m dT
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
过程。
（5） W = ΔU = nCV ,m (T2 − T1)
想气体绝热过程。
适用于理想气体恒压过 适用于恒外压过程。 适用于理想气体恒温可逆
适用于 CV ,m 为常数的理
9. 理想气体可逆绝热过程方程 (T2 / T1)CV ,m (V2 /V1)R = 1 (T2 / T1)Cp,m ( p2 / p1)−R = 1 ( p2 / p1)(V2 /V1)r = 1
9. 热力学第三定律 或
lTSi→mm∗0(S完m∗ (美完晶美体晶,0体K))
= =
0 0
6
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
∑ Δ
r
S
θ m
=
ν
B
S
θ m
(B)
B
∫ ΔrSmθ (T2 ) = ΔrSmθ (T1) +
2
1 (ΔrCp,m / T ) dT
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
pV = (m / M )RT = nRT 或 pVm = p(V / n) = RT 式中 p，V，T 及 n 单位分别为 Pa，m3，K 及 mol。 Vm = V / n 称为气体的摩尔体积， 其单位为 m3 · 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。
物理化学重要公式及使用条件
第十章 界面现象主要公式及其适用条件1．比表面吉布斯函数、比表面功及表面张力面吉布斯函数为恒T ，p 及相组成不变条件下，系统由于改变单位表面积而引起系统吉布斯函数的变化量，即)B(,,)/(αγn p T s A G ∂∂=,单位为2J m ⋅。
张力γ是指沿着液(或固)体表面并垂直作用在单位长度上的表面收缩力，单位为1N m -⋅。
面功γ为在恒温、恒压、相组成恒定条件下，系统可逆增加单位表面积时所获得的可逆非体积功，称比表面功，即s 'r d /d A W =γ，单位为2J m ⋅。
张力是从力的角度描述系统表面的某强度性质，而比表面功及比表面吉布斯函数则是从能量角度描述系统表面同一性质。
三者虽为不同的物理量，但它们的数值及量纲相同，只是表面张力的单位为力的单位与后两者不同。
2．拉普拉斯方程与毛细现象(1) 曲液面下的液体或气体均受到一个附加压力p ∆的作用，该p ∆的大小可由拉普拉斯方程计算，该方程为r p /2γ=∆式中：p ∆为弯曲液面内外的压力差；γ为表面张力；r 为弯曲液面的曲率半径。
注意：①计算p ∆时，无论凸液面或凹液面，曲率半径r 一律取正数，并规定弯曲液面的凹面一侧压力为内p ，凸面一侧压力为外p ，p ∆一定是内p 减外p ，即外内－p p p =∆②附加压力的方向总指向曲率半径中心；③对于在气相中悬浮的气泡，因液膜两侧有两个气液表面，所以泡内气体所承受附加压力为r p /4γ＝∆。
(2) 曲液面附加压力引起的毛细现象。
当液体润湿毛细管管壁时，则液体沿内管上升，其上升高度可按下式计算2cos /h r g γθρ=式中：γ为液体表面张力；ρ为液体密度；g 为重力加速度；θ为接触角；r 为毛细管内径。
注意：当液体不润湿毛细管时，则液体沿内管降低。
3．开尔文公式式中：r p 为液滴的曲率半径为r 时的饱和蒸气压；p 为平液面的饱和蒸气压；ρ，M ，γ分别为液体的密度、摩尔质量和表面张力。
物理化学主要公式及使用条件1
第一章 气体的pVT 关系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 ) =∑AAB /n n体积分数 /y B m,B B*=V ϕ∑*AVy A m,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。
∑*AAm,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VRT n p /B B =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WQ 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。
物理化学主要公式及使用条件(上册)
物理化学主要公式及使用条件(上册)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN物理化学主要公式及使用条件第一章 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。
物理化学公式
物理化学主要公式及使用条件1.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。
∑*AAm,A Vy 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。
*BV 为B 气体在混合气体的T ，p 下，单独存在时所占的体积。
2.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 =第二章 热力学第一定律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。
（有相变或化学变化时，T 不变，但理想气体的热力学能改变值不为0）5. 恒容热和恒压热V Q U =∆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 ==∂∂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 ==∂∂pVU H +=2,m 1d V U nC 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或恒容过程。
物理化学常用公式及使用条件
物理化学常⽤公式及使⽤条件物理化学主要公式及使⽤条件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 'a m bδδδd δd U 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,'0V W == pVU H +=2,m 1d V U nC T=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 ==??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 ==??式中m 和M 分别为物质的质量和摩尔质量。
（4） ,m ,mp VC 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 v a pmv a p (/)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。
物理化学主要公式及使用条件剖析
物理化学主要公式及使用条件第二章 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 ==pVU H +=2,m 1d V U nC T∆=⎰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 ==∂∂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。
物理化学中各公式的适用条件
物理化学教材中部分公式的适用条件在物理化学的学习过程中，区分与熟记公式的适用条件，能更好的促进物理化学的学习。
但公式的适用条件往往很繁杂，应依据公式的推导过程来分辨公式的适用条件。
关键词公式 使用条件 热力学定律在学习物化的过程中，我发现有许多公式虽然相似，但适用条件并不一致。
若不加以区分，易产生混淆，特别是对于初学者来说，易在使用过程中发生错误。
下面将对于物化教材上册中所出现公式的适用条件做出辨析。
理想气体状态方程pV =nRT此式适用于理想气体或近似适应于低压气体，而真实气体无此关系。
关系到后面许多公式的适用条件。
道尔顿分压定律p = p B B此式适用于理想气体或近似适应于低压气体。
结合理想气体状态方程式，可得p B =n B RT/V还可得 p B =py B此式是目前通用的分压定律，也适用于真实气体。
因此对各种混合气体均有p = y B Bp 但需指出的是，真实气体的分压只是y B p B ，不再是与混合气体相同的温度、体积下单独存在时所表现的压力。
阿玛格分体积定律V = V B B此式适用于理想混合气体或低压混合气体。
结合理想气体状态方程式，可得V B =n B RT/p还可得 V B =y B V后者也适用于真实气体。
热力学第一定律dU =δQ +δW适用于封闭系统任何过程。
体积功W =− p 外V 2V 1dV 此式为体积功定义，适用于任何系统、任何过程的体积功计算。
而不同过程中，此式可变换为不同形式封闭系统可逆过程W r =− pdV V 2V 1 式中的p 为系统压力。
理想气体等压过程，联系理想气体状态方程，有W =−nR ∆T理想气体等温可逆过程，∆U =0 ，由热力学第一定律有W =−Q ，又联系W =nRTln(V 1/V 2)又温度不变，根据理想气体状态方程式可得p 2p 1=−V 2V 1所以体积功又可表示为W =nRTln(p 2/p 1)热封闭系统等压无非体积功过程Q p =∆H = nC p,m dT T 2T 2需要指出的是，此式中焓变的计算于理想气体变温过程虽不限定恒压，但如果过程不恒压∆H ≠Q 封闭系统恒容无非体积功过程Q V =∆U = n T 2T 1C V,m dT 需要指出的是，此式中焓变的计算于理想气体变温过程虽不限定恒容，但如果过程不恒容∆U ≠Q热力学能dU =C v dT + T ∂p/∂T v −p dV此式对固、液、气均适用。
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物理化学主要公式及使用条件第一章 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 ) = ∑A AB /nn体积分数 /y Bm,B B *=Vϕ∑*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。
∑*AAm ,A Vy 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 ∑=BBmm 为混合气体的总质量，∑=BBnn 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 ，∑=BBpp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 ∆=⎰ pVU H +=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 ==∂∂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 T H 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。
,m//p p p c C m CM==2,m 1d V U nC T∆=⎰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。
（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 Bf 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=1mol ，在标准状态下的反应。
12. θm r H ∆与温度的关系21θθr m2r m1r ,m ()()d T p T HT HT 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 ∆=+rd δ/S Q T =amby s amb amb amb //S T Q T Q s -==∆,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。
0)(lim m =*→完美晶体S T 0TH S /βαβα∆=∆TSU A -=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。