物理化学 天津大学课件1.
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物理化学上册-天津大学编写-第四版课件
02 03
近现代物理化学
20世纪以来，随着量子力学和统计力学的建立，物理化学得到了迅速发 展。人们开始深入研究物质的微观结构和性质，以及它们与宏观性质之 间的关系。
当前的研究热点
当前，物理化学领域的研究热点包括纳米材料、生物分子反应、能源转 化和存储等。这些研究为解决实际问题提供了新的思路和方法。
物理化学的应用领域
05
化学平衡与反应动力学
化学平衡的基本概念
平衡常数
描述化学反应达到平衡状态时各组分浓度关系的常数，是反应物 和生成物浓度的幂次方之比。
平衡常数的计算方法
通过实验测定平衡时各组分的浓度，然后代入平衡常数的计算公式 中求得。
平衡常数的意义
平衡常数是化学反应特征常数之一，可以用于判断反应是否达到平 衡状态以及平衡的移动方向。
分子碰撞与平均自由程
弹性碰撞
气体分子之间的碰撞过 中，能量不守恒或动量不 守恒。
平均自由程
气体分子在两次碰撞之间 所走的平均路程，与气体 分子的速度和气体分子的 密度有关。
04
相变与热力学性质
相变与相平衡
相变
物质从一种相转变为另一种相的 过程，如熔化、凝固、蒸发、凝
物理化学上册-天津大学编写-第四 版课件
• 绪论 • 热力学基础 • 气体分子运动论 • 相变与热力学性质 • 化学平衡与反应动力学
01
绪论
物理化学的定义与重要性
物理化学的定义
物理化学是化学的一个重要分支，主要研究物质在化学反应 中表现出的物理性质的变化规律和机制。它涉及到化学热力 学、化学动力学、溶液化学、表面化学等多个领域。
结等。
相平衡
描述不同相之间平衡状态的热力学 条件，如温度、压力、组成等。
最新物理化学课件(天大第五版)9-3
2
4.速率方程的确定
(1)微分法
n A dcA / dt kAcA
lg A n lgcA lgkA
解析法 作图法
(2)积分法（尝试法）
(3)半衰期法
/ 2 lg t1 / 2 t1 n 1 lg c A0 c A0
3
ห้องสมุดไป่ตู้
§9.4 温度对反应速率的 影响、活化能
k2 600 19.2 2 k1 600 10
2
0 0 3. p NO : pH 2 : 1 p NO 2 p H 2 2
且二者半衰期相同 dpH 2 dpN 2O 3 k ( 2 p H 2 ) 2 p H 2 ( 4k ) p H 2 dt dt
三 级 反 应: t1 / 2
在实验3,4中p0(NO)<<p0(H2),为准二级反应
1 (t 1 / 2 ) 4 (t 1 / 2 ) 3 417.5s 2
2.由 实 验 1 : 820度 时t1 / 2
ln 2 ln 2 k表 观 6002 k
ln 2 0.693 2 1 k1 ( mmHg s ) 2 2 600 ( t1 / 2 )1 600 19.2 1.003 10 7 mmHg 2 s 1
例2：反应2NO＋H2＝N2O＋H2O的速率方程： dpN 2O 2 kp 一组实验数据如下表所示： NO p H 2 dt 1.填空 P0(H2)m t1/2(s) t(℃) 实 P0(NO) mHg 验 mmHg 2.计算反应的活化能 1 600 10 19.2 820 3.计算820℃时,p0(NO) 2 600 20 820 =20mmHg, p0(H2)=10mmHg 3 10 600 835 820 时t1/2
物理化学课件(天津大学第五版)--课件：第一章 气体的pVT性质
•真实气体只在温度不太低、压力不太高 的情况下近似符合理想气体状态方程。
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2020/7/30
摩尔气体常数R的求导
3) 外推至p=0，可得
R
lim (
p0
pVm )T
/T
(2494.2 /
300)J
mol1
K
用于p, V, T, n, m, M, ρ的计算
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2020/7/30
§1.1 理想气体的状态方程
例：计算25℃，101325Pa时空气的密度。
（空气的分子量为29）
解：
一定是常数么？
n V
p RT
101325
8.315
273.15
25
mol m3
40.87 mol m3
B
返回
2020/7/30
§1.2 理想气体混合物
• 用质量分数表示:
wB
mB mB mA m
A
wB 1
B
量纲为1
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2020/7/30
§1.2 理想气体混合物
• 用体积分数表示:
B
xBVm*, B xAVm*, A
nBVm*, B nAVm*, A
A
A
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2020/7/30
§1.1 理想气体的状态方程
理想气体：分子间无相互作用，分子本身无体积
××
×
×
×× ×
×
× ×
×
××
可无限压缩
在任何温度、压 力下均符合理想 气体模型，或服 从理想气体状态 方程的气体为理 想气体
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2020/7/30
摩尔气体常数R的求导
3) 外推至p=0，可得
R
lim (
p0
pVm )T
/T
(2494.2 /
300)J
mol1
K
用于p, V, T, n, m, M, ρ的计算
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§1.1 理想气体的状态方程
例：计算25℃，101325Pa时空气的密度。
（空气的分子量为29）
解：
一定是常数么？
n V
p RT
101325
8.315
273.15
25
mol m3
40.87 mol m3
B
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§1.2 理想气体混合物
• 用质量分数表示:
wB
mB mB mA m
A
wB 1
B
量纲为1
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§1.2 理想气体混合物
• 用体积分数表示:
B
xBVm*, B xAVm*, A
nBVm*, B nAVm*, A
A
A
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§1.1 理想气体的状态方程
理想气体：分子间无相互作用，分子本身无体积
××
×
×
×× ×
×
× ×
×
××
可无限压缩
在任何温度、压 力下均符合理想 气体模型，或服 从理想气体状态 方程的气体为理 想气体
《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
编辑ppt
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.
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.
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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.
物理化学天津大学第四版1-4临界状态
Vm 实际气体的 p – Vm 等温线 T5 T4
1. T > Tc的等温线
§1-4 临界状态与对应状态原理
一、饱和蒸汽压与临界状态 1. T > Tc的等温线 2. T < Tc的等温线
T5 T4 p
无突变点
ps
l1 Vm(l)
Tc的等温线
§1-4 临界状态与对应状态原理
压缩因子 压缩因子图
2. 压缩因子图 Z = f ( pr , Tr ) 例 已知丁烯的 T = 522.1K, p = 4.134 MPa 求该气体的摩尔体积V 求该气体的摩尔体积 m. 已查得临界参数 已查得临界参数 Z = 0.83 Tc = 419.6K, pc = 4.023 MkPa 对比状态参数为 对比状态参数为 Tr = T / Tc = = 1.244 pr = p / pc = = 1.028 Vm =ZRT/p = 0.872 m3⋅mol－1 若看作理想气体 Vm=RT/p = 1.050 m3⋅mol－1
§1-4 临界状态
液氮的沸点 是－196 ℃
§1-4 临界状态与对应状态原理
一、饱和蒸汽压与临界状态 Tc, pc, Vc总称为气体的 临界参数 是物质的一种特性参数 临界参数, 是物质的一种特性参数. 临界温度T 气体加压液化所允许的最高温度. 临界温度 c: 气体加压液化所允许的最高温度 临界压力p 气体在临界温度下液化所需要的最小压力. 临界压力 c: 气体在临界温度下液化所需要的最小压力 临界体积V 物质在临界温度, 临界压力下的摩尔体积. 临界体积 c: 物质在临界温度 临界压力下的摩尔体积 Tc / ℃
pcVc ≈ 0.27~0.29 临界点处的压缩因子 ZC = RTc
的范围内, 可看作常数; 实验表明多数实际气体的 ZC 在 0.27~0.29 的范围内 可看作常数 根据对应状态原理 Z = f ( pr , Tr ) 荷根和华德生根据不同气体的实验平均值描绘出等 Tr 的 Z - pr 曲线 称为双变量普遍化压缩因子图 双变量普遍化压缩因子图. 称为双变量普遍化压缩因子图
1. T > Tc的等温线
§1-4 临界状态与对应状态原理
一、饱和蒸汽压与临界状态 1. T > Tc的等温线 2. T < Tc的等温线
T5 T4 p
无突变点
ps
l1 Vm(l)
Tc的等温线
§1-4 临界状态与对应状态原理
压缩因子 压缩因子图
2. 压缩因子图 Z = f ( pr , Tr ) 例 已知丁烯的 T = 522.1K, p = 4.134 MPa 求该气体的摩尔体积V 求该气体的摩尔体积 m. 已查得临界参数 已查得临界参数 Z = 0.83 Tc = 419.6K, pc = 4.023 MkPa 对比状态参数为 对比状态参数为 Tr = T / Tc = = 1.244 pr = p / pc = = 1.028 Vm =ZRT/p = 0.872 m3⋅mol－1 若看作理想气体 Vm=RT/p = 1.050 m3⋅mol－1
§1-4 临界状态
液氮的沸点 是－196 ℃
§1-4 临界状态与对应状态原理
一、饱和蒸汽压与临界状态 Tc, pc, Vc总称为气体的 临界参数 是物质的一种特性参数 临界参数, 是物质的一种特性参数. 临界温度T 气体加压液化所允许的最高温度. 临界温度 c: 气体加压液化所允许的最高温度 临界压力p 气体在临界温度下液化所需要的最小压力. 临界压力 c: 气体在临界温度下液化所需要的最小压力 临界体积V 物质在临界温度, 临界压力下的摩尔体积. 临界体积 c: 物质在临界温度 临界压力下的摩尔体积 Tc / ℃
pcVc ≈ 0.27~0.29 临界点处的压缩因子 ZC = RTc
的范围内, 可看作常数; 实验表明多数实际气体的 ZC 在 0.27~0.29 的范围内 可看作常数 根据对应状态原理 Z = f ( pr , Tr ) 荷根和华德生根据不同气体的实验平均值描绘出等 Tr 的 Z - pr 曲线 称为双变量普遍化压缩因子图 双变量普遍化压缩因子图. 称为双变量普遍化压缩因子图
天大物理化学课件第一章 气体的pVT关系
B
B
nBRT p
VB*
B
可有：
VB*
nBRT p
即：理想气体混合物的总体积V 等于各组分B在相同温度T 及总压p条件下占有的分体积VB*之和。 阿马格定律
24
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，混合后的总体积等于混合前各组 分的体积之和。
二定律结合可有：
yB
nB n
xB(或yB ) =de=f nB
nA
A
显然 xB=1 , yB=1
（量纲为1）
本书中 气体混合物的摩尔分数一般用 y 表示 液体混合物的摩尔分数一般用 x 表示
（2） 质量分数wB
wB =de=f mB
mA
A
显然 wB=1
（量纲为1）
19
（3）体积分数 B
B
=de=f
x
V*
B m,B
xAVm*,A VB*
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
8.314 273.15 101.325 103
m
3
mol
1
22.4 dm 3 mol
<<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； 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
天大考研资料 物理化学-天大物理化学课件01
•真实气体只在温度不太低、压力不太高 的情况下近似符合理想气体状态方程。
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2020/4/23
§1.2 理想气体混合物
1.混合物组成表示：
• 用物质量的分数表示: (x表示液体，y表示气体）
对于物质B 量纲为1
xB 或yB
nB nB nA n
A
显然
xB 1
B
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2020/4/23
3. 临界点及T = Tc的等温线
• 临界点C处的坐标是Tc, pc, Vc. Vc既是饱和气体的摩尔体 积, 又是饱和液体的摩尔体积, 此时气液之间没有区别.
• 在C点的低压侧物质处于气态, 而在高压侧是液态. 由于液 体的难压缩性, 高压侧曲线比较陡直.
p
2020/4/23
C
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2020/4/23
§1.3 气体的液化及临界参数
• 液体的饱和蒸气压同温度有关，温度不 同，饱和蒸气压不同。（克-克方程）
• 当液体的饱和蒸气压同外界压力相等,液 体即发生沸腾，此时的温度即为沸点。
• 当外界压力为101.325kPa时的沸点称为 正常沸点。
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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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2020/4/23
§1.2 理想气体混合物
2.理气状态方程对理气混合物的应用
pVnRT nB RT
B
pV m RT
Mmix
Mmix混合物的摩尔质量
Mmix yBMB
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§1.2 理想气体混合物
1.混合物组成表示：
• 用物质量的分数表示: (x表示液体，y表示气体）
对于物质B 量纲为1
xB 或yB
nB nB nA n
A
显然
xB 1
B
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3. 临界点及T = Tc的等温线
• 临界点C处的坐标是Tc, pc, Vc. Vc既是饱和气体的摩尔体 积, 又是饱和液体的摩尔体积, 此时气液之间没有区别.
• 在C点的低压侧物质处于气态, 而在高压侧是液态. 由于液 体的难压缩性, 高压侧曲线比较陡直.
p
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C
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§1.3 气体的液化及临界参数
• 液体的饱和蒸气压同温度有关，温度不 同，饱和蒸气压不同。（克-克方程）
• 当液体的饱和蒸气压同外界压力相等,液 体即发生沸腾，此时的温度即为沸点。
• 当外界压力为101.325kPa时的沸点称为 正常沸点。
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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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§1.2 理想气体混合物
2.理气状态方程对理气混合物的应用
pVnRT nB RT
B
pV m RT
Mmix
Mmix混合物的摩尔质量
Mmix yBMB
2024年度-天津大学物理化学课件103
4. 非平衡态热力学与平衡 态热力学有何异同？非平 衡态相变的特点是什么？
31
THANKS
感谢观看
32
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。
5
课件103内容概述
1
课件103主要介绍了物理化学中的热力学基础， 包括热力学基本概念、热力学第一定律、热力学 第二定律等内容。
2
通过课件103的学习，学生可以掌握热力学的基 本原理和方法，了解热力学在3
多组分系统相图
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。
03
热力学第二定律的意义
揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆
的。
10
03
相平衡与相图
11
相平衡条件及相律
相平衡条件
在恒温恒压下，当多相系统中各相的 性质和数量均不随时间变化时，称系 统处于相平衡状态。此时，各相中的 组元在相际之间的迁移达到动态平衡。
相律
相律是描述相平衡系统中相数、组分 数和自由度数之间关系的定律。对于 均相系统，相律的表达式为：F = C P + 2，其中F为自由度数，C为组分 数，P为相数。
14
04
化学平衡与反应速率
15
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。同时， 反应方向也受到反应条件如温度、压力、浓度等的影响。
31
THANKS
感谢观看
32
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。
5
课件103内容概述
1
课件103主要介绍了物理化学中的热力学基础， 包括热力学基本概念、热力学第一定律、热力学 第二定律等内容。
2
通过课件103的学习，学生可以掌握热力学的基 本原理和方法，了解热力学在3
多组分系统相图
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。
03
热力学第二定律的意义
揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆
的。
10
03
相平衡与相图
11
相平衡条件及相律
相平衡条件
在恒温恒压下，当多相系统中各相的 性质和数量均不随时间变化时，称系 统处于相平衡状态。此时，各相中的 组元在相际之间的迁移达到动态平衡。
相律
相律是描述相平衡系统中相数、组分 数和自由度数之间关系的定律。对于 均相系统，相律的表达式为：F = C P + 2，其中F为自由度数，C为组分 数，P为相数。
14
04
化学平衡与反应速率
15
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。同时， 反应方向也受到反应条件如温度、压力、浓度等的影响。
天津大学版物理化学课件第一章
这个特征在以后讨论真实气体状态方程时将会用到。
在Tc以上，无论加多大压力均不会使气体液化。所以Tc是
在加压下使气体液化的最高温度。在Tc以下，对气体加压力均 可使气体液化。 Tc以上，压力接近或超过pc的流体叫超临界流体。 兼有气体及液体双重特性； 超临界流体特性 体积质量接近液体； 粘度接近气体；
为什么要学物理化学？
首先，物理化学是冶金、金属材料、无机 非金属材料、高分子材料、化学化工等专业的 基础课程，因为专业课程要用到物理化学的理 论和规律来解释各工艺生产中的单元操作原理 以及应用化学的基本原理，所以说，物理化学 是一门非常重要的必修课。其次，同学们要深 造考研究生，也要考物理化学；即使在实际工 作岗位上，也要用到物理化学的知识解释生产 中及分析工作中出现的问题与现象。因此，同 学们应该努力学习和钻研这门课程，掌握物化 理论和实验技术，攀登各自专业的科学高峰。 我相信，我们师生共同合作，一定能把物理化 学学好。
上式说明无论气体的性质如何，处在相同对应状态的气 体，具有相同的压缩因子。
例1 已知气体T，p， 求Vm
（1）因为 Vm=Vc,mVr 从表中查出Tc，pc
T p （2）计算 Tr , pr Tc pc
（3）在压缩因子图中对应 Tc，pc处查出Z，最后通过
pVm Z RT
算出
ZRT Vm p
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)
物理化学上册-天津大学编写-第五版完整ppt课件
近代化学的发展趋势和特点：
(1)从宏观到微观 (2)从体相到表相 (3)从定性到定量
(4)从单一学科到交叉学科
(5)从研究平衡态到研究非平衡态
精选ppt课件2021
10
当今科学研究的四大方向：
能源、材料 、环境、生命
学科间相互渗透、 相互结合，形成了许
化学与材料
多极具生命力的边缘 学科，
化学与能源
物理化学
Physical Chemistry
物理化学多媒体课件 孙雯
精选ppt课件2021
1
绪论
Preface
精选ppt课件2021
2
一、什么是物理化学?
无机化学
分析化学
有机化学 化学 物理化学
生物化学
高分子化学
物理化学是化精学选ppt课学件202科1 的一个分支 3
温度变化 压力变化 体积变化 状态变化
❖ 南京大学物理化学教研室 傅献彩
❖ 《物理化学》上、下册 （第四版）胡英
❖ 《物理化学练习500例》 （第二版）李大珍
❖ 《物理化学解题指精南选p》pt课件2021 李文斌（天大）
12
第一章 气体的 pVT 性质
Chapter1 the pVT relationships of gases
物质的聚集状态
ppt课件2021
16
R＝8.314 J·K-1·mol-1 ＝0.08206 atm·l ·K-1·mol-1 ＝1.987 cal ·K-1·mol-1
理想气体状态方程也可表示为： pVm=RT pV = (m/M)RT
以此可相互计算 p, V, T, n, m, M, (= m/ V)
精选ppt课件2021
(1)从宏观到微观 (2)从体相到表相 (3)从定性到定量
(4)从单一学科到交叉学科
(5)从研究平衡态到研究非平衡态
精选ppt课件2021
10
当今科学研究的四大方向：
能源、材料 、环境、生命
学科间相互渗透、 相互结合，形成了许
化学与材料
多极具生命力的边缘 学科，
化学与能源
物理化学
Physical Chemistry
物理化学多媒体课件 孙雯
精选ppt课件2021
1
绪论
Preface
精选ppt课件2021
2
一、什么是物理化学?
无机化学
分析化学
有机化学 化学 物理化学
生物化学
高分子化学
物理化学是化精学选ppt课学件202科1 的一个分支 3
温度变化 压力变化 体积变化 状态变化
❖ 南京大学物理化学教研室 傅献彩
❖ 《物理化学》上、下册 （第四版）胡英
❖ 《物理化学练习500例》 （第二版）李大珍
❖ 《物理化学解题指精南选p》pt课件2021 李文斌（天大）
12
第一章 气体的 pVT 性质
Chapter1 the pVT relationships of gases
物质的聚集状态
ppt课件2021
16
R＝8.314 J·K-1·mol-1 ＝0.08206 atm·l ·K-1·mol-1 ＝1.987 cal ·K-1·mol-1
理想气体状态方程也可表示为： pVm=RT pV = (m/M)RT
以此可相互计算 p, V, T, n, m, M, (= m/ V)
精选ppt课件2021
最新天津大学物理化学第二章-热力学第一定律-1精品课件
系统处于平衡态应满足：
1) 热平衡 heat equilibrium:系统各部分T相同; 2) 力平衡 force equilibrium:系统各部分p相同; 3) 相平衡 phase equilibrium:物质在各相分布不随时间变化;
4) 化学平衡(huàxuépínghéng)chemical equilibrium:系统组成不 随时间变化。
第十三页，共40页。
根据过程进行(jìnxíng)的特定条件 ，分为： 1) 恒温(héngwēn)过程：
变化过程中Ｔ(系) = T(环) = 定值(dT=0) (Ｔ(始) = T(终)，为等温过程)(ΔT=0)
2) 恒压过程(guòchéng)： 变化过程(guòchéng)中p(系) = p(环) = 定值(dp=0) (ｐ(始)=ｐ(终)，为等压过程(guòchéng) )(Δp=0)
1.系统与环境 2.状态与状态函数(hánshù) 过程与途径 功和热 5.热力学能
第二页，共40页。
1. 系统(xìtǒng)与环 境
系统：作为研究(yánjiū)对象的那部分物质 环境：系统以外与之相联系的那部分物质
系统(xìtǒng)与 环境 的相互作用
物质交换 能量交换
传热
体积功 作功
非体积功
对于一定量的单组分均相体系，指定两个参数就可以确定体系状态 ，因此可以把体系的内能看作是任意其它两个状态性质的函数。
它的微分(wēi fēn)为全微分(wēi fēn)。若认为它是T、V的函数， 则有：
ΔU
U2
U1
U T
V
dT
U V
dV T
第二十七页，共40页。
§2.2 热力学第一(dìyī)定律
1) 热平衡 heat equilibrium:系统各部分T相同; 2) 力平衡 force equilibrium:系统各部分p相同; 3) 相平衡 phase equilibrium:物质在各相分布不随时间变化;
4) 化学平衡(huàxuépínghéng)chemical equilibrium:系统组成不 随时间变化。
第十三页，共40页。
根据过程进行(jìnxíng)的特定条件 ，分为： 1) 恒温(héngwēn)过程：
变化过程中Ｔ(系) = T(环) = 定值(dT=0) (Ｔ(始) = T(终)，为等温过程)(ΔT=0)
2) 恒压过程(guòchéng)： 变化过程(guòchéng)中p(系) = p(环) = 定值(dp=0) (ｐ(始)=ｐ(终)，为等压过程(guòchéng) )(Δp=0)
1.系统与环境 2.状态与状态函数(hánshù) 过程与途径 功和热 5.热力学能
第二页，共40页。
1. 系统(xìtǒng)与环 境
系统：作为研究(yánjiū)对象的那部分物质 环境：系统以外与之相联系的那部分物质
系统(xìtǒng)与 环境 的相互作用
物质交换 能量交换
传热
体积功 作功
非体积功
对于一定量的单组分均相体系，指定两个参数就可以确定体系状态 ，因此可以把体系的内能看作是任意其它两个状态性质的函数。
它的微分(wēi fēn)为全微分(wēi fēn)。若认为它是T、V的函数， 则有：
ΔU
U2
U1
U T
V
dT
U V
dV T
第二十七页，共40页。
§2.2 热力学第一(dìyī)定律
《物理化学》第四版上册(天大)
1.标准平衡常数
2.有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应
3.相关化学反应标准平衡常数之间的关系
4.标准平衡常数K？的测定
5.平衡组成的计算
6.其它的平衡常数
5.3 温度对标准平衡常数的影响
1.范特霍夫方程
2.△rH？为定值时范特霍夫方程的积分式
3.△rH？为温度的函数时范特霍夫方程的积分式
[General Information]
书名=物理化学上册第四版
作者=
页数=318
SS号=11413464
出版日期=
封面
书名
版权
前言
目录
绪论
0.1 物理化学课程的内容
0.2 学习物理化学的要求及方法
0.3 物理量的表示及运算
1.物理量的表示
2.对数中的物理量
2.溶质的化学势
3.其它组成标度表示的溶质的化学势
4.溶质化学势表示式的应用举例——分配定律
4.7 稀溶液的依数性
1.溶剂蒸气压下降
2.凝固点降低(析出固态纯溶剂)
3.沸点升高(溶质不挥发)
4.渗透压
4.8 逸度与逸度因子
1.逸度及逸度因子
2.逸度因子的计算及普遍化逸度因子图
6.4 二组分理想液态混合物的气-液平衡相图
1.压力组成图
2.温度-组成图
6.5 二组分真实液态混合物的气-液平衡相图
1.蒸气压-液相组成图
2.压力-组成图
3.温度-组成图
4.小结
6.6 精馏原理
6.7 二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气-液平衡相图
1.部分互溶液体的相互溶解度
2.有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应
3.相关化学反应标准平衡常数之间的关系
4.标准平衡常数K？的测定
5.平衡组成的计算
6.其它的平衡常数
5.3 温度对标准平衡常数的影响
1.范特霍夫方程
2.△rH？为定值时范特霍夫方程的积分式
3.△rH？为温度的函数时范特霍夫方程的积分式
[General Information]
书名=物理化学上册第四版
作者=
页数=318
SS号=11413464
出版日期=
封面
书名
版权
前言
目录
绪论
0.1 物理化学课程的内容
0.2 学习物理化学的要求及方法
0.3 物理量的表示及运算
1.物理量的表示
2.对数中的物理量
2.溶质的化学势
3.其它组成标度表示的溶质的化学势
4.溶质化学势表示式的应用举例——分配定律
4.7 稀溶液的依数性
1.溶剂蒸气压下降
2.凝固点降低(析出固态纯溶剂)
3.沸点升高(溶质不挥发)
4.渗透压
4.8 逸度与逸度因子
1.逸度及逸度因子
2.逸度因子的计算及普遍化逸度因子图
6.4 二组分理想液态混合物的气-液平衡相图
1.压力组成图
2.温度-组成图
6.5 二组分真实液态混合物的气-液平衡相图
1.蒸气压-液相组成图
2.压力-组成图
3.温度-组成图
4.小结
6.6 精馏原理
6.7 二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气-液平衡相图
1.部分互溶液体的相互溶解度
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
物理化学 天津大学课件1.
统计力学和量子力学。 热力学适用于宏观系统 量子力学适用于微观系统 统计力学则为上述二者的桥梁
研究内容： (1) 变化的方向和限度问题
(2) 化学反应的速率和机理问题
(3) 物质的性质与其结构之间的关系问题
0.2
学习物理化学的要求及方法
（1）遵循“实践—理论—实践”的认识过程，
分别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事
例如：
RT 8.315 (273.15 25) 3 -1 Vm = = =24.79dm mol 3 p 100 10
物理化学
绪 论
Introduction
目 录
0.1
0.2 0.3
物理化学课程的内容
学习物理化学的要求及方法 物理量的表示及运算
0.1
物理化学课程的内容
物理化学 从研究化学现象和物理现象
之间的相互联系入手，从而探求化学变化 中具有普遍性的基本规律。在实验方法上 主要采用物理学中的方法。
物理化学的主要理论支柱是热力学、
实概括到一般， 再从一般推理到个别的思维
过程。
（2）注意逻辑推理的思维方法，对一些重要
公式加以推导，理清理论体系的主次关系。
(3)多做习题，学会解题方法。在做习题的 过程中加深对重要概念和公式的理解。 (4)课前自学，课后复习，勤于思考，培养 自学和独立工作的能力。 (5)循序渐进，同一概念需要经过多次反复
学习，才能一次比一次加深理解。
0.3
物理量的表示及运算
1.物理量的表示 物理量A是由其单位[A]和以单位[A]表 示的量A的数值来表示的。 量的符号必须用斜体，下标如为物理量
也用斜体，但其他说明性标记则用正体。单
位符号通常是用小写字母，如来源于人名，
研究内容： (1) 变化的方向和限度问题
(2) 化学反应的速率和机理问题
(3) 物质的性质与其结构之间的关系问题
0.2
学习物理化学的要求及方法
（1）遵循“实践—理论—实践”的认识过程，
分别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事
例如：
RT 8.315 (273.15 25) 3 -1 Vm = = =24.79dm mol 3 p 100 10
物理化学
绪 论
Introduction
目 录
0.1
0.2 0.3
物理化学课程的内容
学习物理化学的要求及方法 物理量的表示及运算
0.1
物理化学课程的内容
物理化学 从研究化学现象和物理现象
之间的相互联系入手，从而探求化学变化 中具有普遍性的基本规律。在实验方法上 主要采用物理学中的方法。
物理化学的主要理论支柱是热力学、
实概括到一般， 再从一般推理到个别的思维
过程。
（2）注意逻辑推理的思维方法，对一些重要
公式加以推导，理清理论体系的主次关系。
(3)多做习题，学会解题方法。在做习题的 过程中加深对重要概念和公式的理解。 (4)课前自学，课后复习，勤于思考，培养 自学和独立工作的能力。 (5)循序渐进，同一概念需要经过多次反复
学习，才能一次比一次加深理解。
0.3
物理量的表示及运算
1.物理量的表示 物理量A是由其单位[A]和以单位[A]表 示的量A的数值来表示的。 量的符号必须用斜体，下标如为物理量
也用斜体，但其他说明性标记则用正体。单
位符号通常是用小写字母，如来源于人名，
《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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示的量A的数值来表示的。
量的符号必须用斜体，下标如为物理量 也用斜体，但其他说明性标记则用正体。单
位符号通常是用小写字母，如来源于人名， 则第一字母大写，而且用正体。
2.对数中的物理量
对数中的物理量应先除以其单位后， 才能进行计算。
例如：
d ln A = dA = d(A /[ A]) =d ln( A /[ A] ) A A /[A]
热力学适用于宏观系统 量子力学适用于微观系统 统计力学则为上述二者的桥梁
研究内容：
(1) 变化的方向和限度问题 (2) 化学反应的速率和机理问题 (3) 物质的性质与其结构之间的关系问题
0.2 学习物理化学的要求及方法
（1）遵循“实践—理论—实践”的认识过程， 分别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事 实概括到一般， 再从一般推理到个别的思维 过程。 （2）注意逻辑推理的思维方法，对一些重要 公式加以推导，理清理论体系的主次关系。
物理化学
绪论Introduction Nhomakorabea目录
0.1 物理化学课程的内容 0.2 学习物理化学的要求及方法 0.3 物理量的表示及运算
0.1 物理化学课程的内容
物理化学 从研究化学现象和物理现象 之间的相互联系入手，从而探求化学变化 中具有普遍性的基本规律。在实验方法上 主要采用物理学中的方法。
物理化学的主要理论支柱是热力学、 统计力学和量子力学。
3.量值计算 在计算时，先列出量方程式，再将数值
和单位代入后进行计算。 对于复杂运算，为了简便起见，不列出每
一个物理量的单位，而直接给出最后单位。 例如：
Vm =
RT p
=
8.315 (273.15 100 103
25)
=24.79dm3
mol-1
(3)多做习题，学会解题方法。在做习题的 过程中加深对重要概念和公式的理解。
(4)课前自学，课后复习，勤于思考，培养 自学和独立工作的能力。 (5)循序渐进，同一概念需要经过多次反复 学习，才能一次比一次加深理解。
0.3 物理量的表示及运算
1.物理量的表示 物理量A是由其单位[A]和以单位[A]表
量的符号必须用斜体，下标如为物理量 也用斜体，但其他说明性标记则用正体。单
位符号通常是用小写字母，如来源于人名， 则第一字母大写，而且用正体。
2.对数中的物理量
对数中的物理量应先除以其单位后， 才能进行计算。
例如：
d ln A = dA = d(A /[ A]) =d ln( A /[ A] ) A A /[A]
热力学适用于宏观系统 量子力学适用于微观系统 统计力学则为上述二者的桥梁
研究内容：
(1) 变化的方向和限度问题 (2) 化学反应的速率和机理问题 (3) 物质的性质与其结构之间的关系问题
0.2 学习物理化学的要求及方法
（1）遵循“实践—理论—实践”的认识过程， 分别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事 实概括到一般， 再从一般推理到个别的思维 过程。 （2）注意逻辑推理的思维方法，对一些重要 公式加以推导，理清理论体系的主次关系。
物理化学
绪论Introduction Nhomakorabea目录
0.1 物理化学课程的内容 0.2 学习物理化学的要求及方法 0.3 物理量的表示及运算
0.1 物理化学课程的内容
物理化学 从研究化学现象和物理现象 之间的相互联系入手，从而探求化学变化 中具有普遍性的基本规律。在实验方法上 主要采用物理学中的方法。
物理化学的主要理论支柱是热力学、 统计力学和量子力学。
3.量值计算 在计算时，先列出量方程式，再将数值
和单位代入后进行计算。 对于复杂运算，为了简便起见，不列出每
一个物理量的单位，而直接给出最后单位。 例如：
Vm =
RT p
=
8.315 (273.15 100 103
25)
=24.79dm3
mol-1
(3)多做习题，学会解题方法。在做习题的 过程中加深对重要概念和公式的理解。
(4)课前自学，课后复习，勤于思考，培养 自学和独立工作的能力。 (5)循序渐进，同一概念需要经过多次反复 学习，才能一次比一次加深理解。
0.3 物理量的表示及运算
1.物理量的表示 物理量A是由其单位[A]和以单位[A]表