大连理工大学物理化学课件--绪论
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第二节 物理化学的研究方法 研究方法
热 力 学 方 法
（ 宏 观 方 法 ）
统 计 热 力 学 方 法
从 微 观 到 宏 观
量 子 学 方 法
（ 微 观 方 法 ）
8
(
)
1. 热力学方法 ⎯ 宏观方法 研究对象：大量粒子组成的宏观系统 理论基础：经验概括出的热力学第一、二定律 解决问题：物质变化（p、V、T 变化、相变化、 化学变化) 过程的能量效应和变化的 方向与限度。 特 点：不涉及系统内部粒子的微观结构，只 涉及物质系统变化前后状态的宏观性 质。
物 理 化 学
大连理工大学 化学系物理化学教研室
1
物理化学：
研究物质系统发生 pVT 变化、相变化 和化学变化过程的基本原理，主要是平衡 规律和速率规律以及与这些变化规律有密 切联系的物质结构及性质（宏观性质、微 观性质、界面性质和分散性质等）。
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绪论 物理化学概论
第一节 物理化学课程的基本内容 第二节 物理化学的研究方法 第三节 物理化学的量和单位
12
书写时请注意单 位！ 例：求2 mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，
解： pV = nRT
体积为0.0448 m3时的温度（R=8.314 J·K-1·mol-1）。
101.325 ×103 × 0.0448 = 2 × 8.314 × T
☺
3
101.325 ×103 × 0.0448 = 2 × 8.314 × T / K ☺
3
pV ⎫ 101.325 ×103 × 0.0448 ⎧ {T } = ⎨ ⎬ = = 273 2 × 8.314 ⎩ nR ⎭
☺
T = 273 K
☺ ☺
返回
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ΔG = −nRT ln{K }
5
3. 量子化学 ⎯ 研究微观系统的运动状态。给出物质的性质 与微观结构的关系。将量子力学原理应用于化学 则构成了量子化学。 微观层次（单个分子）的规律 4. 统计热力学 ⎯ 利用统计方法研究大量微观粒子的平均行 为，求算系统的宏观性质。 从微观层次到宏观层次，联系量子化学和热 力学、动力学的桥梁。
9
2. 量子力学方法 ⎯ 微观方法 研究对象：个别的电子、原子核组成的微观系统 研究内容：考察个别微观粒子的运动状态，即微 观粒子在空间某体积微元中出现的概 率和所允许的运动能级。 3. 统计热力学方法 ⎯ 从宏观到微观的方法 研究对象：大量粒子组成的宏来自百度文库系统 出 发 点：系统中微观粒子的性质（如质量、振 动频率、转动惯量等） 特 点：补充了热力学方法的不足，架起了从 微观到宏观的桥梁。
101.325 ×10 × 0.0448 = 2 RT / K
pV = 2 RT
pV = 2 × 8.314 J • K −1 × T
101.325 ×10 × 0.0448 T =( )K 2 × 8.314
3
☺ ☺
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pV 101.325 ×10 × 0.0448 = T= = 273(K) nR 2 × 8.314
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第三节 物理化学的量与单位
1. 量: 是物理量的简称，凡是可以定量描述的 物理现象都是物理量。
11
2. 量的量制与量纲: 量纲为一的量 如化学计量系数，活度因子 量纲不为一的量 如压力p, 量纲是M·LT-2·L-2，单位为Pa或kPa 3. 量的数值与单位:
p ={p}·[p] p =100 kPa，即{p}=100， [p]=kPa
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5. 界面性质与分散性质 ⎯ 当物质以一种以上聚集态共存在时，在不同 聚集态（相）间形成界面层。由于界面层上不对 称力场的存在，产生了许多与本体相不同的新性 质——界面性质。 将物质分散成细小微粒构成高度分散的物质 系统；将一种物质分散在另一种物质之中可形成 非均相分散系统。 现代物理化学已从体相向表面相迅速发展。
3
第一节 物理化学课程的基本内容
基本内容
按内容范畴及 研究方法概括
化 学 热 力 学
化 学 动 力 学
量 子 化 学
统 计 热 力 学
分 散 性 质
界 面 性 质
4
1. 化学热力学 ⎯ 研究物质变化（p、V、T 变化、相变化、化 学变化) 的能量效应和变化的方向与限度。 宏观层次（大量分子集合体）的规律 2. 化学动力学 ⎯ 研究各种因素对化学反应速率的影响规律 及反应机理。 宏观层次（大量分子集合体）的规律
第二节 物理化学的研究方法 研究方法
热 力 学 方 法
（ 宏 观 方 法 ）
统 计 热 力 学 方 法
从 微 观 到 宏 观
量 子 学 方 法
（ 微 观 方 法 ）
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1. 热力学方法 ⎯ 宏观方法 研究对象：大量粒子组成的宏观系统 理论基础：经验概括出的热力学第一、二定律 解决问题：物质变化（p、V、T 变化、相变化、 化学变化) 过程的能量效应和变化的 方向与限度。 特 点：不涉及系统内部粒子的微观结构，只 涉及物质系统变化前后状态的宏观性 质。
物 理 化 学
大连理工大学 化学系物理化学教研室
1
物理化学：
研究物质系统发生 pVT 变化、相变化 和化学变化过程的基本原理，主要是平衡 规律和速率规律以及与这些变化规律有密 切联系的物质结构及性质（宏观性质、微 观性质、界面性质和分散性质等）。
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绪论 物理化学概论
第一节 物理化学课程的基本内容 第二节 物理化学的研究方法 第三节 物理化学的量和单位
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书写时请注意单 位！ 例：求2 mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，
解： pV = nRT
体积为0.0448 m3时的温度（R=8.314 J·K-1·mol-1）。
101.325 ×103 × 0.0448 = 2 × 8.314 × T
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101.325 ×103 × 0.0448 = 2 × 8.314 × T / K ☺
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pV ⎫ 101.325 ×103 × 0.0448 ⎧ {T } = ⎨ ⎬ = = 273 2 × 8.314 ⎩ nR ⎭
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T = 273 K
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ΔG = −nRT ln{K }
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3. 量子化学 ⎯ 研究微观系统的运动状态。给出物质的性质 与微观结构的关系。将量子力学原理应用于化学 则构成了量子化学。 微观层次（单个分子）的规律 4. 统计热力学 ⎯ 利用统计方法研究大量微观粒子的平均行 为，求算系统的宏观性质。 从微观层次到宏观层次，联系量子化学和热 力学、动力学的桥梁。
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2. 量子力学方法 ⎯ 微观方法 研究对象：个别的电子、原子核组成的微观系统 研究内容：考察个别微观粒子的运动状态，即微 观粒子在空间某体积微元中出现的概 率和所允许的运动能级。 3. 统计热力学方法 ⎯ 从宏观到微观的方法 研究对象：大量粒子组成的宏来自百度文库系统 出 发 点：系统中微观粒子的性质（如质量、振 动频率、转动惯量等） 特 点：补充了热力学方法的不足，架起了从 微观到宏观的桥梁。
101.325 ×10 × 0.0448 = 2 RT / K
pV = 2 RT
pV = 2 × 8.314 J • K −1 × T
101.325 ×10 × 0.0448 T =( )K 2 × 8.314
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pV 101.325 ×10 × 0.0448 = T= = 273(K) nR 2 × 8.314
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第三节 物理化学的量与单位
1. 量: 是物理量的简称，凡是可以定量描述的 物理现象都是物理量。
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2. 量的量制与量纲: 量纲为一的量 如化学计量系数，活度因子 量纲不为一的量 如压力p, 量纲是M·LT-2·L-2，单位为Pa或kPa 3. 量的数值与单位:
p ={p}·[p] p =100 kPa，即{p}=100， [p]=kPa
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5. 界面性质与分散性质 ⎯ 当物质以一种以上聚集态共存在时，在不同 聚集态（相）间形成界面层。由于界面层上不对 称力场的存在，产生了许多与本体相不同的新性 质——界面性质。 将物质分散成细小微粒构成高度分散的物质 系统；将一种物质分散在另一种物质之中可形成 非均相分散系统。 现代物理化学已从体相向表面相迅速发展。
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第一节 物理化学课程的基本内容
基本内容
按内容范畴及 研究方法概括
化 学 热 力 学
化 学 动 力 学
量 子 化 学
统 计 热 力 学
分 散 性 质
界 面 性 质
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1. 化学热力学 ⎯ 研究物质变化（p、V、T 变化、相变化、化 学变化) 的能量效应和变化的方向与限度。 宏观层次（大量分子集合体）的规律 2. 化学动力学 ⎯ 研究各种因素对化学反应速率的影响规律 及反应机理。 宏观层次（大量分子集合体）的规律