华理物化期末复习第一章

说出简化示意图中的点、线、面的意义。
解： ①—临界恒温线； ②—低于临界温度的恒 温线。各区域所代表的 相态已标在图上。
临界点—气体与液体相互转化的极限， 气体与液体的差别消失
临界温度 Tc 临界压力 pc 临界体积 Vc
p 0 V Tc
2 V
p
2
Tc
0
超临界流体 温度、压力略高于临界点的流体称为超临界
华东理工大学
East China University of Science And Technology
第一章 总结、习题
一、基本概念
系统和环境、状态和状态函数、状态函 数的基本特征、状态函数的基本假定、 平衡条件、理想气体和实际气体的微观 模型
在使用物质的量时，必须指明物质的基本单元。 试判断下面的说法中，哪些是不正确的：
气体—压力为 pO 下 处于理想气体状态 的气态纯物质
液体和固体—压力为 pO 下的液态和固态 纯物质
溶液中的溶质—压力 为 pO下浓度为 cO 或bO 的理想稀溶液中的溶 质。
反应进度 ：
为从数量上统一表达反应进行的程度
def nB nB (0) B
dnB Bd
二、重要公式
压缩因子
Z def pV nRT
(l)
fus
H
O m
def HmO
(l)
H
O m
(s)
sub HmO
def
H
O m
(g)
H
O m
(s)
trsH
O m
(crI
crII)
=de=f
H
O m
(crII)
H
O m
(crI)
sub HmO fus HmO vap HmO (在同样温度下)
如非特别指明，相变化一般看作恒温过程。
判断对错：
按照状态函数的基本假定，对于一定量 的纯物质均相系统，其p，V，T三个状态函 数间的关系可以写作
V V ( p,T ) 或 p p(V ,T ) 。（对、错）
（对）
平衡态的条件
热平衡 力平衡
T (1) T (2) T ( ) T p(1) p(2) p( ) p
相平衡 μi(1) μi(2) μi( )
（1）（3） 。
(1) 1 mol 氯化铝；(2)1 mol
1 3 AlCl3
(3)1 mol铝离子； (4)1 mol 2Al 3
有关状态函数的基本假定:
对于一个均相系统，如果不考虑除压力以外的 其它广义力，为了确定平衡态，除了系统中每一种 物质的数量外，还需确定两个独立的状态函数。
判断对错：
V
V
Z nRT / p V id
体积功
W体积
V2
p外dV
V1
d W体积 p外dV
范德华方程
p
a Vm2
(Vm
b)
RT
p
n2a V2
(V
nb)
nRT
a /Vm2 称为内压，是由于分子间有吸引
力而对压力的校正；
b称为已占体积，是由于分子有一定大小 而对体积的校正，它相当于1摩尔气体中 所有分子本身体积的4倍。
Q p H d-Q p d H
QV U nCVo- ,mdT
适用条件：恒容、只做体积功，变温过程
Qp = H nCop- ,mdT
适用条件：恒压、只做体积功，变温过程
标准摩尔相变焓（恒温）
标准摩尔蒸发焓 标准摩尔熔化焓 标准摩尔升华焓 标准摩尔转变焓
vap
H
O m
def
H
O m
(g) HmO
当液体蒸发为同温度下的蒸气时，分子的
热运动能不变，但分子间距增大，因此要吸收
热量。
。 （对）
H2O (g)的标准摩尔生成焓等于H2 (g)的标 准摩尔燃烧焓。 。
（错）
标准摩尔反应焓
恒温化学反应
r HmO
B
Байду номын сангаас
Bf
HmO
(B)
r HmO
B
B
c
HmO
(B)
f HmO (H2O, g, T ) f HmO (H2O, l,T ) vapHmO (H2O,T )
Z p
T , p0
0
为定量表示实际气体对理想气体行为的偏离，
引入了压缩因子Z，它的物理意义是
。
V / V id
相同温度，压力下流体的体积与理想气体体积之比
某实际气体的温度为T，波义耳温度为TB，且
T TB 试在右面的坐标中画出该气体在T时的 pVm p 关系示意图。
pVm
p
水的相图
oa－水的气液平衡线；水的饱
化学平衡
B
BB
0
(1) 热平衡－系统内各部分以及环境具有相 同的温度。 T=T环 ( 恒温？)
(2) 力平衡－系统内各部分以及环境的各种 作用力达到平衡。 p=p环 （恒压？）
(3) 相平衡－相变化达到平衡，系统中各相 之间没有物质的传递，每一相的组成与 物质数量不随时间而变。
(4) 化学平衡－化学反应达到平衡，没有由 于化学反应而产生的系统组成随时间的 变化。
某实际气体服从范德华方程 a
( p Vm2 )(Vm b) RT
分子的半径为r ，则已占体积
b 4 4 πr 3 6.021023 3
热力学第一定律
数学表达式：封闭系统
d-Q d-W dU
条件公式： （1）恒容过程：dV = 0、只做体积功
QV U d-QV dU
（2）恒压过程：dp=0，p=p外 、只做体积功
理想气体简化的微观模型： （1）分子无体积 （2）分子间无相互作用
实际气体的微观模型： 具有吸引力的硬球。
气液相变
液化的必要条件 T<Tc 气液相变化的特征—水平线段、双节线
kci—双节线，气液共存
区的边界线
ck—饱和液体线， p*～V m(l)
ci —饱和蒸气线， p*～V m(g)
c HmO (CH3OH,l,T ) =
c
H
O m
(CH3OH,g,T
)
vap
H
O m
(CH3OH,T )
r HmO (298.15K) ?
和蒸气压随温度的变化； 水的沸点随压力的变化
ob－水的气固平衡线；冰的饱
和蒸气压随温度的变化
oc－水的液固平衡线；水的冰
点随压力的变化
o (oa,ob,oc 三线的交点)－水的三相点
610.5Pa, 0.01℃
虚线－亚稳平衡线；oa线向低温方向的延长线；
过冷水的饱和蒸气压随温度变化的曲线
热力学标准状态：
流体。 三个特点：(1)密度较高。(2) 恒温线在c点附
近相对比较平坦。(3) 粘度较低，有利于传质。
甲、乙、丙三种物质的临界温度分别 为343.05K、373.65K、405.65K，其中最易 液化的气体为（ C ）。
A 甲物质； B 乙物质； C 丙物质
Z—p恒温线
Z def pV nRT
定义波义耳温度TB ：