物理化学重要概念公式总结
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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，内能与焓。
二、基本定律
热力学第一定律：ΔU =Q +W 。
焦耳实验：ΔU =f (T ) ; ΔH =f (T )
三、基本关系式
1、体积功的计算 δW = －p e d V
恒外压过程：W = －p e ΔV
可逆过程：
W =nRT 1221ln 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
; d H =d U +d(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 =a +bT +c’T 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 e 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
不可逆绝热过程：Q =0 ;
利用C V (T 2-T 1)=－p e (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 Δ＿H ；
Ｗ＝－p (V 2-V 1)=－pV g =－nRT ; ΔU =Q +W
3、热化学
物质的标准态；热化学方程式；盖斯定律；标准摩尔生成焓。
摩尔反应热的求算：)298,()298(B H H m f B m r θθν∆=∆∑
反应热与温度的关系—基尔霍夫定律：
)(])([,p B C T H m p B
B m r ∑=∂∆∂ν。
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
1、热力学第二定律的经典表述
克劳修斯，开尔文，奥斯瓦尔德。实质：热功转换的不可逆性。
2、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
1、熵的导出：卡若循环与卡诺定理
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：
2112ln ln p p nR V V nR T Q S r ===∆
（2）理想气体等压过程：12,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：
2112,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，ΔA T ,V ≤0 ；自发、平衡
ΔG T ,V ≤0 ；自发、平衡
3、热力学基本关系式
d A =-S d T -V d p ；d G =-S d T +p d V
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 -V d p ；
d G =-S d T +p d V
（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 不遂
温度变化。
五、化学势
1、化学式的定义和物理意义
)(,,)(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。
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；＞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=
第三章 化学平衡
一、化学平衡常数与平衡常数表达式 如：Zn+2HCl(aq)=H 2+ZnCl 2（aq ）；
)
HCl ()]ZnCl (][/)H ([222c c p p K θθ= 二、 标准平衡常数的求算
θθK RT T G m r ln )(-=∆
三、 范特荷夫等温方程
θ
θθθK J RT J RT T G T G m r m r /ln ln )()(=+∆=∆