《物理化学》(天津大学)课件 绪论
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天津大学版物理化学课件第一章
表1.3.1
液体的沸点
当液体饱和蒸气压与外界压力相等 时，液体沸腾，此时相应的温度称为液 体的沸点。习惯将101.325kPa外压下的沸 点称为正常沸点。如水的正常沸点为 100℃，乙醇的正常沸点为78.4℃，苯的 正常沸点为80.1℃。
相对湿度
• 水在20℃时的饱和蒸气压为2.338kPa，在大气环境 中尽管有其它气体存在，只要大气中水的分压小于 2.338kPa，液体水就会蒸发成水蒸气。反之，如果 大气中水蒸气的分压大于同温度下水的饱和蒸气压， 水蒸气就会凝结成液体水。秋夜温度降低，使大气 中水蒸气的分压大于饱和蒸气压，于是结出露珠。 我们把大气中水蒸气的压力达到其饱和蒸气压时的 情况，称为相对湿度为100％。北方冬季的相对湿 度一般在30％左右，液体水很容易蒸发为水蒸气； 而夏季的相对湿度最高时可达到约90％，几乎接近 饱和蒸气压，这时液体水不再容易变为水蒸气。这 就是为什幺人们在冬季感觉气候干燥，夏季感觉天 气闷热的原因。
Z查
Tr’
Tr
例3 已知T， Vm， 求p
（1）因为 p=pc pr 从表中查出Tc，pc
（2）计算
T Tr Tc
pVm pc prVm pcVm （3）计算 Z pr f ( pr ) RT RT RT
（4）用图解法求出p Z
压缩因子图 Z=f(pr)
p’ r
pr
Liti
tu
A
（1.2.2）
（3）体积分数
B
物质B的体积分数定义为
B def x V
B m, B
/x V
A
A m, A
（1.2.3）
2.理想气体状态方程对理想气体混合物的应用
pV nRT ( n B )RT
天津大学第五版物理化学课件
2020/3/1
6.熵判据——熵增原理
对于绝热系统， Q 0 ，所以Clausius 不等式为
dS …0
> 不可逆 = 可逆
熵增原理可表述为：在绝热条件下，系统发
生不可逆过程，其熵增加。或者说在绝热条件下，
不可能发生熵减少的过程。
如果是一个隔离系统，环境与系统间既无热 的交换，又无功的交换，则熵增加原理可表述为： 一个隔离系统的熵永不减少。
§3.9 克拉佩龙方程 §3./3/1
§3.1 卡诺循环（Carnot cycle）
1824 年，法国工程师 N.L.S.Carnot (1796~1832)设计 了一个循环，以理想气体为 工作物质，从高温 (T1)热源吸 收 Q1 的热量，一部分通过理 想热机用来对外做功W，另一 部分 Q2的热量放给低温 (T2 )热 源。这种循环称为卡诺循环。
• 环境熵变的计算 • 凝聚态物质变温过程熵变的计算 • 气体恒容变温、恒压变温过程熵变的计算 • 理想气体pVT变化过程熵变的计算
2020/3/1
1.环境熵变的计算
环境恒温：
dSamb
Qamb Tamb
环境非恒温：
Samb
Qamb Tamb
Qsys Tamb
Samb
2 Qr
相除得 V2 V3
V1 V4
所以
Q1
Q2
nRT1
ln V2 V1
nRT2
ln V4 V3
nR(T1
T2
)
ln
V2 V1
2020/3/1
§3.1 卡诺循环（Carnot cycle）
整个循环：
《天津大学物理化学》PPT课件
热化学
编辑ppt
1
第八节
热化学
• 热化学(thermochemistry)：
• 热化学是一门比较古老的学科，主 要任务是测定物质的热力学量。但 是20世纪以来热化学有很大发展, 热 化学的应用领域从测定物资的热数 据扩张到化学动力学、生命科学、 农学、医学、药学等领域.
编辑ppt
2
• 一 热化学方程式
rHm(298K)=－393.5 kJ.mol-1
编辑ppt
3
二 Hess定律(Hess’s Law)
• 1840年, 盖斯从大量实验数据中总结出著名的Hess定律.
• Hess定律: 化学反应的热效应只与反应的始态和末态有关, 与 反应的具体途径无关. 也称热效应总值一定定律.
• 盖斯定律的使用不是无条件的, 只有满足一定条件才能使用. 其条件为: 需规定反应进行的环境条件.
• 设已知T1下化学反应: A+B→C+D 的焓变, 求T2下此 反应的焓变?
• 设计一热化学循环:
aA+bB (T1)
H1,T1
cC+dD (T1)
H3
H4
aA+bB (T2)
H2,T2
cC+dD (T2)
编辑ppt
17
aA+bB (T1)
H1,T1
cC+dD (T1)
H3
aA+bB (T2)
H2,T2
• 溶液反应的热效应可以用离子生成焓直接求算.
•
rHm0=∑(i fHm,i0)生成离子－∑(i fHm,i0)反应离子
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15
• 5 溶解热和稀释热
• 将物质溶于溶剂所产生的热量为溶解热.
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1
第八节
热化学
• 热化学(thermochemistry)：
• 热化学是一门比较古老的学科，主 要任务是测定物质的热力学量。但 是20世纪以来热化学有很大发展, 热 化学的应用领域从测定物资的热数 据扩张到化学动力学、生命科学、 农学、医学、药学等领域.
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2
• 一 热化学方程式
rHm(298K)=－393.5 kJ.mol-1
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3
二 Hess定律(Hess’s Law)
• 1840年, 盖斯从大量实验数据中总结出著名的Hess定律.
• Hess定律: 化学反应的热效应只与反应的始态和末态有关, 与 反应的具体途径无关. 也称热效应总值一定定律.
• 盖斯定律的使用不是无条件的, 只有满足一定条件才能使用. 其条件为: 需规定反应进行的环境条件.
• 设已知T1下化学反应: A+B→C+D 的焓变, 求T2下此 反应的焓变?
• 设计一热化学循环:
aA+bB (T1)
H1,T1
cC+dD (T1)
H3
H4
aA+bB (T2)
H2,T2
cC+dD (T2)
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17
aA+bB (T1)
H1,T1
cC+dD (T1)
H3
aA+bB (T2)
H2,T2
• 溶液反应的热效应可以用离子生成焓直接求算.
•
rHm0=∑(i fHm,i0)生成离子－∑(i fHm,i0)反应离子
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15
• 5 溶解热和稀释热
• 将物质溶于溶剂所产生的热量为溶解热.
天大考研资料 物理化学-天大物理化学课件01
§1.3 气体的液化及临界参数
纯净物质要根据温度和压力的不同，呈现出液体、 气体、固体等状态变化，如果提高温度和压力，来 观察状态的变化，那么会发现，如果达到特定的温 度、压力，会出现液体与气体界面消失的现象该点 被称为临界点，在临界点附近，会出现流体的密度 、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的 物性发生急剧变化的现象。
A
wB 1
B
量纲为1
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2019/9/17
§1.2 理想气体混合物
• 用体积分数表示:
B
xBVm*,B xAVm*,A
nBV
* m,
B
n
AV
* m,
A
A
A
混合前纯B体积 混合前各纯组分体积总
和
量纲为1
显然 B 1
B
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• Br2(g)冷却发生液化. 液 化现象表明 Br2分子在 气相时就不具有零体积.
气体的液化一般需要降温和加压. 降温可减小分子热运动 产生的离散倾向, 加压则可以缩小分子间距从而增大分子间引 力.
由于加压增大分子间引力是有一定限度的(超过一定程度 分子间排斥力将起主导作用), 故液化的发生要求分子热运动的 离散倾向也不能超过一定限度, 即对气体的温度有最高限定.
返回
2019/9/17
§1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子
Argon Compressibility T=273 K
2.5
2.0
Z
= Z
p=VpmV/RmT/RT
1.5
1.0
attraatctrtaivcetive
0.5
物理化学上册_天津大学编写_第四版_课件
2) 质量分数 B 质量分数w wB
def
mB / ∑ mB
单位为1） （单位为 ）
22
∑ wB = 1
3) 体积分数 ϕB
ϕB
def V
/ V= xB V *m,B / ∑ xB V *m,B （单位为 ） 单位为1） B
∑ϕB =1
为混合前纯物质的摩尔体积） （V *m为混合前纯物质的摩尔体积）
2. 理想气体方程对理想气体混合物的应用
因理想气体分子间没有相互作用， 因理想气体分子间没有相互作用，分子本身又不占 体积， 性质与气体的种类无关， 体积，所以理想气体的 pVT 性质与气体的种类无关，因 而一种理想气体的部分分子被另一种理想气体分子置换， 而一种理想气体的部分分子被另一种理想气体分子置换， 形成的混合理想气体，其pVT 性质并不改变，只是理想气 形成的混合理想气体， 性质并不改变， 此时为总的物质的量。 体状态方程中的 n 此时为总的物质的量。
27
阿马加定律表明理想气体混合物的体积具 有加和性，在相同温度、压力下， 有加和性，在相同温度、压力下，混合后的总 体积等于混合前各组分的体积之和。 体积等于混合前各组分的体积之和。 由二定律有： 由二定律有：
pB VB nB = = = yB p V n
28
V1 V2 V1 (O 2 ) p1 (O 2 ) p 2 (O 2 ) = V2
∵ ∑ yB = 1 ∴ p = ∑ pB
25
混合理想气体： 混合理想气体：
RT ∵ ∑ p B = ( n A + n B + nC + ⋯ ) = V B RT ∴ pB = nB V
∑n
B
B
RT V
即理想混合气体的总压等于各组分单独存在 于混合气体的T 于混合气体的 、V时产生的压力总和 时产生的压力总和 道尔顿分压定律
天津大学第五版物理化学课件
当系统达到平衡，
rGm rG RT ln J 0
$ m eq p $ eq rGm RT ln J p RT ln K $
K称为热力学平衡常数，它仅是温度的函数，在
数值上等于平衡时的压力商，是无量纲的量。因
为它与标准摩尔反应吉布斯函数有关，所以又称
为标准平衡常数。
1. 标准平衡常数
(1) C(s) O2 (g) CO2 (g)
(2) CO(g) 1 O2 (g) CO2 (g) 2
$ r Gm (1)
$ r Gm (2)
(1) - 2×(2) 得（3）
(3) C(s) CO2 (g) 2CO(g)
$ $ $ r Gm (3) r Gm (1) 2 r Gm (2)
例题
例题 298K时，正辛烷C8H18（g）的标准燃烧焓是 –5512.4 kJ· –1 ，CO2(g)和液态水的标准生成焓分别 mol 为–393.5和–285.8 kJ· –1 ；正辛烷，氢气和石墨的标 mol 准熵分别为463.71，130.59和5.69 J· –1· –1。 K mol ⑴ 试求算298K时正辛烷生成反应的K。 ⑵ 增加压力对提高正辛烷的产率是否有利？为什 么？ ⑶ 升高温度对提高其产率是否有利？为什么？ ⑷ 若在298K及标准压力下进行此反应，达到平衡 时正辛烷的物质的量分数能否达到0.1？若希望正辛烷 的物质的量分数达0.5，试求算298K时需要多大压力才 行？
例题
6. 其它的平衡常数
eq K p ( pB ) B B
一般有单位
对于理想气体
eq pB B $ eq B $ B K ( $ ) ( pB ) /( p ) p B B
rGm rG RT ln J 0
$ m eq p $ eq rGm RT ln J p RT ln K $
K称为热力学平衡常数，它仅是温度的函数，在
数值上等于平衡时的压力商，是无量纲的量。因
为它与标准摩尔反应吉布斯函数有关，所以又称
为标准平衡常数。
1. 标准平衡常数
(1) C(s) O2 (g) CO2 (g)
(2) CO(g) 1 O2 (g) CO2 (g) 2
$ r Gm (1)
$ r Gm (2)
(1) - 2×(2) 得（3）
(3) C(s) CO2 (g) 2CO(g)
$ $ $ r Gm (3) r Gm (1) 2 r Gm (2)
例题
例题 298K时，正辛烷C8H18（g）的标准燃烧焓是 –5512.4 kJ· –1 ，CO2(g)和液态水的标准生成焓分别 mol 为–393.5和–285.8 kJ· –1 ；正辛烷，氢气和石墨的标 mol 准熵分别为463.71，130.59和5.69 J· –1· –1。 K mol ⑴ 试求算298K时正辛烷生成反应的K。 ⑵ 增加压力对提高正辛烷的产率是否有利？为什 么？ ⑶ 升高温度对提高其产率是否有利？为什么？ ⑷ 若在298K及标准压力下进行此反应，达到平衡 时正辛烷的物质的量分数能否达到0.1？若希望正辛烷 的物质的量分数达0.5，试求算298K时需要多大压力才 行？
例题
6. 其它的平衡常数
eq K p ( pB ) B B
一般有单位
对于理想气体
eq pB B $ eq B $ B K ( $ ) ( pB ) /( p ) p B B
天大考研资料 物理化学-天大物理化学课件04
Vn1V1n2V2
又如：
U n B U B
B
H n B H B
B
A n B A B
B
S n B S B
B
G n B G B
B
U
B
U ( nB
) T , p ,nc
H
B
( H nB
) T , p ,nc
AB
A ( nB
) T , p ,nc
VB
V nB
T , P,nC
nC表示，除 B 以 外，其它组分的物质
的量均不变。
除了体积，其它广度量也有偏摩尔量。
13
2.偏摩尔量：
在由组分 B, C, D…形成的混合系统中，任一广度量 X 是T, p , nB , nC , nD , …的函数，即：
X X T ,p , n B , n C , n D , . . 4 . 1 . . 4
S
SB
( nB
) T , p ,nc
G
GB
( nB
) T , p ,nc
20
3. 偏摩尔量的测定
以二组分的偏摩尔体积为例：
向一定量 nC 的液体组分 C 中不断加入组分 B, 测出不同 nB 时的 混合物的体积 V , 作 V－nB 曲线.
例1：nC固定，不断加入B的情况 曲线上某一点的切线斜率就是该浓
B
B
根据定义（4.1.5a)，在恒温恒压下有：
d X
X Bd n B
B
(4.1.7)
与上式相减得到： nBdXB 0 (4.1.9a)
B
24
2024版天津大学物理化学课件103
103•课程介绍与背景•热力学基础•相平衡与相图目录•化学平衡与反应速率•电化学基础与应用•表面现象与胶体化学•总结回顾与拓展延伸课程介绍与背景物理化学在化学、化工、材料、能源、环境等领域具有广泛的应用。
掌握物理化学的基本概念和原理，对于理解化学现象的本质和设计新的化学过程具有重要意义。
物理化学是研究物质的物理现象和化学变化之间关系的科学。
物理化学定义及重要性天津大学物理化学课程特色强调基础理论与实验技能的结合，注重培养学生的实验能力和创新精神。
采用先进的教学方法和手段，如多媒体教学、网络教学等，提高教学效果。
结合科研和工程实践，引入前沿领域的研究成果和案例，拓宽学生视野。
课件103内容概述123热力学基础热力学系统及其分类孤立系统开放系统封闭系统热力学能热力学第一定律的表述热力学第一定律的数学表达式热力学第二定律的表述01热力学第二定律的数学表达式02热力学第二定律的意义03相平衡与相图相平衡条件及相律相平衡条件相律单组分系统只含有一个组分的系统称为单组分系统。
如水、乙醇等纯净物都是单组分系统。
相图表示单组分系统的相图通常以温度T和压力p为坐标，表示不同温度和压力下单组分物质的存在状态及相变情况。
相变过程在单组分系统中，随着温度和压力的变化，物质会发生固-液、液-气、固-气等相变过程。
这些相变过程在相图上表现为不同的曲线和区域。
多组分系统含有两个或两个以上组分的系统称为多组分系统。
如溶液、合金等都是多组分系统。
相图表示多组分系统的相图通常以各组分的摩尔分数为坐标，表示不同组成和条件下多组分物质的存在状态及相变情况。
相变过程在多组分系统中，随着组成和条件的变化，物质会发生液-液分相、固溶体析出等复杂的相变过程。
这些相变过程在相图上表现为不同的区域和界线。
化学平衡与反应速率化学反应的方向和限度化学反应的方向根据热力学第二定律，化学反应总是向着体系总能量降低的方向进行，即向着生成更稳定产物的方向进行。
2024版天津大学物理化学教学课件ppt合集
考核方式
采用平时成绩、期中考试和期末考试相 结合的方式进行考核，其中平时成绩包 括作业、课堂表现和实验报告等。
02
热力学基础
热力学系统与环境
80%
热力学系统的定义
由大量微观粒子组成的宏观物体或 物体集合，被选定为研究对象。
100%
环境的定义
与系统发生相互作用的其他物体或 物体集合。
80%
系统与环境的分类
晶体结构与性质的关系在材料科学中的应用
通过调控晶体的结构，可以改变晶体的性质，进而制备出具有特定性质的材料。
配合物结构和性质关系
01
配合物结构决定配合物的性质
配合物的空间构型、配位数、配位键的类型等结构参数决定 了配合物的化学性质和物理性质。
02
配合物性质反映配合物结构的特征
配合物的稳定性、磁性、光学性质等都与配合物结构密切相 关，这些性质的变化也反映了配合物结构的特征。
过渡态理论
反应物分子与活化分子间 存在一个能量较高的过渡 态，反应速率由过渡态的 稳定性决定。
量子化学理论
通过计算分子的电子结构 和能量，预测反应速率和 反应机理。
浓度对反应速率影响规律
反应速率与反应物浓度的关系
一般情况下，反应速率与反应物浓度的乘积成正比。
反应级数
表示反应速率与反应物浓度关系的指数，可以是整 数、分数或负数。
热力学第一定律的数学表达式
ΔU=Q+W。
热力学第一定律的应用
计算系统内能的变化、热功转换和热量传递等。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
01
热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，而不引起其他变
化。
热力学第二定律的数学表达式
02
采用平时成绩、期中考试和期末考试相 结合的方式进行考核，其中平时成绩包 括作业、课堂表现和实验报告等。
02
热力学基础
热力学系统与环境
80%
热力学系统的定义
由大量微观粒子组成的宏观物体或 物体集合，被选定为研究对象。
100%
环境的定义
与系统发生相互作用的其他物体或 物体集合。
80%
系统与环境的分类
晶体结构与性质的关系在材料科学中的应用
通过调控晶体的结构，可以改变晶体的性质，进而制备出具有特定性质的材料。
配合物结构和性质关系
01
配合物结构决定配合物的性质
配合物的空间构型、配位数、配位键的类型等结构参数决定 了配合物的化学性质和物理性质。
02
配合物性质反映配合物结构的特征
配合物的稳定性、磁性、光学性质等都与配合物结构密切相 关，这些性质的变化也反映了配合物结构的特征。
过渡态理论
反应物分子与活化分子间 存在一个能量较高的过渡 态，反应速率由过渡态的 稳定性决定。
量子化学理论
通过计算分子的电子结构 和能量，预测反应速率和 反应机理。
浓度对反应速率影响规律
反应速率与反应物浓度的关系
一般情况下，反应速率与反应物浓度的乘积成正比。
反应级数
表示反应速率与反应物浓度关系的指数，可以是整 数、分数或负数。
热力学第一定律的数学表达式
ΔU=Q+W。
热力学第一定律的应用
计算系统内能的变化、热功转换和热量传递等。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
01
热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，而不引起其他变
化。
热力学第二定律的数学表达式
02
3天津大学高等教育出版社《物理化学上下册》教程PPT第三章
热传导的判据： 温度 气流的判据： 压力
2、热力学第二定律
（1）克劳修斯说法： “不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其它影响” 克劳修斯说法反映了传热过程的不可逆性。 （2）开尔文说法： “不可能从单一热源吸取热量使之完全转变为功而不产 生其它影响。” 开尔文说法表述了功转变为热这一过程的不可逆性。 违反克劳修斯说法，则必违反开尔文说法
S nC p ,m ln
T1=300K V1=10dm3
恒温可逆压缩
T2=300K
V2=1dm3
绝热可逆膨胀
T3=？
V1=10dm3
2mol气体B VB 00C 100kPa
5mol气体C VC 1500C 100kPa
V = VB+VC 100kPa T2
2mol气体B VB
00C 100kPa
Qr V p nR ln 2 nR ln 2 T V1 p1
T2 V nR ln 2 T1 V1
S nCv ,m ln
◐克劳修斯不等式 ◐熵判据
复习2
◐环境熵变的计算
◐凝聚态物质变温过程 理想气体 理想气体
S
恒压变温 ◐气体 恒容变温
T2 nC p ,m ln T1
nCV ,m ln
W Q
在高低温两个热源间工作的所有热机中，以可逆热机（即卡诺热 机）的热机效率为最大。 ◐热力学第二定律
◎克劳修斯说法： 不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其它影响
◎开 尔 文 说 法： 不可能从单一热源吸取热量使之完全转变为功而不产 生其它影响 ◐熵变
5 、克劳修斯不等式 ◐由卡诺定理可知 , 对于任意循环过程， ◐令可逆途径逆向进行，使之与不可逆途径构成循环。整个不可逆 循环过程： Q T 对于可逆途径，热温商是状态函数，则：
《物理化学》(天津大学)课件 绪论
1
物理化学形成于十九世纪下半叶，那时的资本主 义在蒸汽机的带动下驶入了快速行进的轨道，科学与技术 都在这一时期得到了高度发展，自然科学的许多学科，包 括物理化学，都是在这一时期发展建立起来的。
十八世纪中叶罗蒙诺索夫首先提出物理化学一词； 1887年 Ostwald(德)和 Vant Hoff(荷)创办
22.4 dm 3 mol
1
12
SUCCESS
THANK YOU
2020/2/8
<<Journal of Physical Chemistry>>。 从此“物理化学”这个名词逐渐被普遍采用。
2
化学从一开始就与工业生产、国民经济紧密相联。
例如：钢铁的冶炼；
转。
煤炭燃烧产生能量带动蒸汽机的运
这些推动人类历史发展的重要动力都是通过化学 反应来实现的。
人们最关心的化学问题：
怎样通过化学反应来生产产品和获取能量？
10
§0.3 物理量的表示及运算
1. 物理量的表示
物理量＝数值单位
(数值为没有单位的纯数)
1) 物理量X包括数值和单位
例：T 298 K
p 101.325
kPa
同量纲的可用＋，－，＝运
算 2) 作图列表时应用纯数 ln(p/kPa)
例：以 lnp ~ 1/T 作图
K/T
11
2. 对数中的物理量
8
化学热力学、化学动力学、量子力学、统计力学
— —构成物理化学的四大基础
上册
下册
第一章 气体的pVT关系 第七章 电化学
第二章 热力学第一定律 第八章 量子力学基础
第三章 热力学地二定律 第九章 统计热力学初步
物理化学形成于十九世纪下半叶，那时的资本主 义在蒸汽机的带动下驶入了快速行进的轨道，科学与技术 都在这一时期得到了高度发展，自然科学的许多学科，包 括物理化学，都是在这一时期发展建立起来的。
十八世纪中叶罗蒙诺索夫首先提出物理化学一词； 1887年 Ostwald(德)和 Vant Hoff(荷)创办
22.4 dm 3 mol
1
12
SUCCESS
THANK YOU
2020/2/8
<<Journal of Physical Chemistry>>。 从此“物理化学”这个名词逐渐被普遍采用。
2
化学从一开始就与工业生产、国民经济紧密相联。
例如：钢铁的冶炼；
转。
煤炭燃烧产生能量带动蒸汽机的运
这些推动人类历史发展的重要动力都是通过化学 反应来实现的。
人们最关心的化学问题：
怎样通过化学反应来生产产品和获取能量？
10
§0.3 物理量的表示及运算
1. 物理量的表示
物理量＝数值单位
(数值为没有单位的纯数)
1) 物理量X包括数值和单位
例：T 298 K
p 101.325
kPa
同量纲的可用＋，－，＝运
算 2) 作图列表时应用纯数 ln(p/kPa)
例：以 lnp ~ 1/T 作图
K/T
11
2. 对数中的物理量
8
化学热力学、化学动力学、量子力学、统计力学
— —构成物理化学的四大基础
上册
下册
第一章 气体的pVT关系 第七章 电化学
第二章 热力学第一定律 第八章 量子力学基础
第三章 热力学地二定律 第九章 统计热力学初步
《天大考研资料物理化学》天大物理化学课件cha
热力学第三定律
总结词
绝对熵的概念
详细描述
热力学第三定律指出，绝对熵是指系统熵与绝对温度之比 ，它在绝对零度时达到最大值。绝对熵的概念对于理解物 质在低温下的性质和行为非常重要。
总结词
熵的微观解释
详细描述
熵可以理解为系统微观状态数的量度，即系统微观粒子排 列方式的数量。随着系统熵的增加，其微观状态数也相应 增加，导致系统变得更加混乱无序。
电池反应
电池反应是指整个电池内部发生的化学反应，包括正负电极上的反应和电子的传递过程。电池反应的总和决定了 电池的输出电压和电流。
07
表面与胶体化学
表面张力与润湿现象
表面张力
表面张力是液体表面层由于分子引力 不均衡而产生的沿表面作用于任一界 线上的张力，主要由表面层分子间的 相互吸引力产生。
润湿现象
《天大考研资料物理化学》天 大物理化学课件cha
目
CONTENCT
录
• 绪论 • 热力学基础 • 化学平衡 • 化学动力学 • 溶液化学 • 电化学 • 表面与胶体化学
01
绪论
物理化学的定义与重要性
总结词
物理化学是一门研究物质在物理变化和化学变化中表现出来的物 理性质的学科，它对于理解物质的基本性质、变化规律和相互转 化具有重要意义。
聚沉现象
当胶粒之间的相互作用力超过介质对胶粒的作用力时，胶粒发生聚集，形成沉淀或絮凝体，这种现象 称为聚沉。
THANK YOU
感谢聆听
02
热力学基础
热力学第一定律
总结词
能量守恒定律
详细描述
热力学第一定律是能量守恒定律在封闭系统中的具体表现，它指出系统能量的增加等于进入系统的能 量和系统对外界所做的功之和。
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人类对自然界的好奇与探索是永无止境的，人们从 未满足过在宏观上对化学反应规律的认识，一直在努力 探索和揭示化学变化在微观上的内在原因，探知分子、 原子的结构及运动与化学反应的关系，这促成了物理化 学的又一个分支结构化学与量子力学的发展。
5
量子力学的发展不仅使人们对微观世界的认识更加
深入，而且它彻底改变了世界的面貌，它比历史上任何
应来生产产品或获取能量。
4
物理化学从它被建立起就被广泛地用于工业生产和 科学研究，发挥了巨大的理论指导作用。 二次世界大战以后石油工业迅速发展，促进了物理 化学在催化、表面化学和电化学等领域的发展和应用。
反过来，工业技术和其它学科的发展，特别是电子 技术及各种物理测试手段的出现，反过来都极大地促进 了物理化学的发展。
6
如何将宏观与微观世界联系起来？ 统计力学 量子力学
（微观的方法）
化学热力学
（宏观的方法）
统计热力学从微观层次阐明了热力学、动力学的基 本定律和热力学函数的本质以及化学系统的性质和行为， 不仅使人们对物质本质及化学过程的认识大大深化，并
使计算化学有了飞跃的发展，为人们实现通过计算代替
实验来研究化学的梦想打下了基础、打开了大门。
1
物理化学形成于十九世纪下半叶，那时的资本主义在
蒸汽机的带动下驶入了快速行进的轨道，科学与技术都在 这一时期得到了高度发展，自然科学的许多学科，包括物
理化学，都是在这一时期发展建立起来的。
十八世纪中叶罗蒙诺索夫首先提出物理化学一词； 1887年 Ostwald(德)和 Vant Hoff(荷)创办 <<Journal of Physical Chemistry>>。 从此“物理化学”这个名词逐渐被普遍采用。
一种理论都引发了更多的技术革命。 核能、计算机技术、新材料、新能源技术、信息技 术……，这些都在根本上和量子论密切相关。 在化学、物理、材料、生物、医药等几乎所有学科领 域中被广泛使用的现代光谱、能谱等尖端分析技术，其理 论基础都是建立在量子力学之上的。人们在赞美仪器的精 密和技术的先进时，往往忘记了它来源于物理化学的巨大 贡献。 有人惊呼物理化学已经成为“消失于无处不在的学科”。
绪论
§0.1 物理化学 一门无处不在的学科
化学是自然科学中的一门重要学科，是研究物质的
组成、性质与变化的科学。 由于化学研究的内容几乎涉及到物质科学和分子科 学的所有方面，因而近年来开始被人们称之为“中心科 学”。 物理化学是化学的理论基础，概括地说是用物理的 原理和方法来研究化学中最基本的规律和理论，它所研 究的是普遍适用于各个化学分支的理论问题，所以物理 化学曾被称为理论化学。
（2）要认真对待每一个具体的基本概念和公式定理； （3）要领会物理化学解决实际问题的科学方法。
9
§0.3 物理量的表示及运算 1. 物理量的表示
物理量＝数值单位
(数值为没有单位的纯数)
1) 物理量X包括数值和单位 例：T 298 K p 101.325 kPa 同量纲的可用＋，－，＝运算 2) 作图列表时应用纯数
例：以 lnp ~ 1/T 作图
K/T
10
ln(p/kPa)
2. 对数中的物理量
lnx，ex 中的 x 是物理量除以单位后的纯数
x x /[x] 如：lnp ln(p/ kPa)
为简便起见，公式中有时将单位省略
3. 量值计算
计算时先写出量方程式，再代入数值和单位计算 例：
Vm RT p 8 . 314 273 . 15 3 m mol 3 101 . 325 10
热力学第一定律——能量转化守恒的定律。可用于计算化 学反应在特定条件下进行时，放出或 吸收的能量； 热力学第二定律——过程进行方向和限度的判据。可用于 计算判断化学反应进行的方向和限度， 反应的最终转化率为多少；
化学动力学——研究化学反应速率的科学。揭示化学反应
进行的快慢，研究影响反应速度的因 素，帮助人们经济合理地利用化学反
第十章 界面现象
第十一章 化学动力学 第十二章 胶体化学
8
在化学已渗透到几乎所有物质学科领域的今天，人 们几乎无时无刻不在使用着物理化学的基本原理和强有 力的实验方法，物理化学已成为一门无处不在的学科， 成为所有与化学有关的人们的共同语言。
§0.2 学习物理化学的要求及方法
（1）要站在学科的高度纵观物理化学的主要线条；
1
22 . 4 dm
3
mol
1
11
2
化学从一开始就与工业生产、国民经济紧密相联。 例如：钢铁的冶炼； 煤炭燃烧产生能量带动蒸汽机的运转。 这些推动人类历史发展的重要动力都是通过化学反应
来实现的。
人们最关心的化学问题：
怎样通过化学反应来生产产品和获取能量？
——这正是物理化学所研究的基本问题。
3
经典物理化学的核心是化学热力学和化学动力学。
7
化学热力学、化学动力学、量子力学、统计力学
——构成物理化学的四大基 础
上册 第一章 气体的pVT关系 第二章 热力学第一定律 第三章 热力学地二定律
下册 第七章 电化学 第八章 量子力学基础 第九章 统计热力学初步
第四章 多组分热力学
第五章 化学平衡 第六章 相平衡
5
量子力学的发展不仅使人们对微观世界的认识更加
深入，而且它彻底改变了世界的面貌，它比历史上任何
应来生产产品或获取能量。
4
物理化学从它被建立起就被广泛地用于工业生产和 科学研究，发挥了巨大的理论指导作用。 二次世界大战以后石油工业迅速发展，促进了物理 化学在催化、表面化学和电化学等领域的发展和应用。
反过来，工业技术和其它学科的发展，特别是电子 技术及各种物理测试手段的出现，反过来都极大地促进 了物理化学的发展。
6
如何将宏观与微观世界联系起来？ 统计力学 量子力学
（微观的方法）
化学热力学
（宏观的方法）
统计热力学从微观层次阐明了热力学、动力学的基 本定律和热力学函数的本质以及化学系统的性质和行为， 不仅使人们对物质本质及化学过程的认识大大深化，并
使计算化学有了飞跃的发展，为人们实现通过计算代替
实验来研究化学的梦想打下了基础、打开了大门。
1
物理化学形成于十九世纪下半叶，那时的资本主义在
蒸汽机的带动下驶入了快速行进的轨道，科学与技术都在 这一时期得到了高度发展，自然科学的许多学科，包括物
理化学，都是在这一时期发展建立起来的。
十八世纪中叶罗蒙诺索夫首先提出物理化学一词； 1887年 Ostwald(德)和 Vant Hoff(荷)创办 <<Journal of Physical Chemistry>>。 从此“物理化学”这个名词逐渐被普遍采用。
一种理论都引发了更多的技术革命。 核能、计算机技术、新材料、新能源技术、信息技 术……，这些都在根本上和量子论密切相关。 在化学、物理、材料、生物、医药等几乎所有学科领 域中被广泛使用的现代光谱、能谱等尖端分析技术，其理 论基础都是建立在量子力学之上的。人们在赞美仪器的精 密和技术的先进时，往往忘记了它来源于物理化学的巨大 贡献。 有人惊呼物理化学已经成为“消失于无处不在的学科”。
绪论
§0.1 物理化学 一门无处不在的学科
化学是自然科学中的一门重要学科，是研究物质的
组成、性质与变化的科学。 由于化学研究的内容几乎涉及到物质科学和分子科 学的所有方面，因而近年来开始被人们称之为“中心科 学”。 物理化学是化学的理论基础，概括地说是用物理的 原理和方法来研究化学中最基本的规律和理论，它所研 究的是普遍适用于各个化学分支的理论问题，所以物理 化学曾被称为理论化学。
（2）要认真对待每一个具体的基本概念和公式定理； （3）要领会物理化学解决实际问题的科学方法。
9
§0.3 物理量的表示及运算 1. 物理量的表示
物理量＝数值单位
(数值为没有单位的纯数)
1) 物理量X包括数值和单位 例：T 298 K p 101.325 kPa 同量纲的可用＋，－，＝运算 2) 作图列表时应用纯数
例：以 lnp ~ 1/T 作图
K/T
10
ln(p/kPa)
2. 对数中的物理量
lnx，ex 中的 x 是物理量除以单位后的纯数
x x /[x] 如：lnp ln(p/ kPa)
为简便起见，公式中有时将单位省略
3. 量值计算
计算时先写出量方程式，再代入数值和单位计算 例：
Vm RT p 8 . 314 273 . 15 3 m mol 3 101 . 325 10
热力学第一定律——能量转化守恒的定律。可用于计算化 学反应在特定条件下进行时，放出或 吸收的能量； 热力学第二定律——过程进行方向和限度的判据。可用于 计算判断化学反应进行的方向和限度， 反应的最终转化率为多少；
化学动力学——研究化学反应速率的科学。揭示化学反应
进行的快慢，研究影响反应速度的因 素，帮助人们经济合理地利用化学反
第十章 界面现象
第十一章 化学动力学 第十二章 胶体化学
8
在化学已渗透到几乎所有物质学科领域的今天，人 们几乎无时无刻不在使用着物理化学的基本原理和强有 力的实验方法，物理化学已成为一门无处不在的学科， 成为所有与化学有关的人们的共同语言。
§0.2 学习物理化学的要求及方法
（1）要站在学科的高度纵观物理化学的主要线条；
1
22 . 4 dm
3
mol
1
11
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化学从一开始就与工业生产、国民经济紧密相联。 例如：钢铁的冶炼； 煤炭燃烧产生能量带动蒸汽机的运转。 这些推动人类历史发展的重要动力都是通过化学反应
来实现的。
人们最关心的化学问题：
怎样通过化学反应来生产产品和获取能量？
——这正是物理化学所研究的基本问题。
3
经典物理化学的核心是化学热力学和化学动力学。
7
化学热力学、化学动力学、量子力学、统计力学
——构成物理化学的四大基 础
上册 第一章 气体的pVT关系 第二章 热力学第一定律 第三章 热力学地二定律
下册 第七章 电化学 第八章 量子力学基础 第九章 统计热力学初步
第四章 多组分热力学
第五章 化学平衡 第六章 相平衡