《物理化学》朱文涛教授课件
[原创]朱文涛教授《物理化学》听课笔记
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第一章气体的pVT关系1、蒸汽压是液体的本身的性质（要指明温度），只要状态一定，蒸汽压就一定。
就像密度，质量。
2、临界压力：在临界温度时使气体液化的最低气压。
3、对比状态原理：处在相同对比状态的各种气体（乃至液体）具有相同的物理性质（热容、折光率、粘度、压缩系数等）引进这个原理是为了提出一个适用性强的计算方程，用压缩因子图来计算实际的气体公式：PV=ZnRT(Z与1的差值代表实际气体与理想气体的偏差程度，理想气体的Z=1)Z=ZcPrVr/Tr 临界压缩因子Zc是个常数，所以Z是P T的函数总结：本章有三种计算气体的方法a，用理想气体方程b.用实际气体方程c,用压缩因子图第二章热力学第一定律一、基本概念1、宏观是现象，微观是本质。
而热力学研究的是宏观的2、任务：方向、限度、宏观性质3、说了现象和物质，第一要解决选择系统，选择系统很重要4、状态，平时说的状态是平衡状态。
平衡，相平衡是各个相之间处于各自平衡状态热力学平衡状态：包括热平衡，力平，相平衡，化学平衡5、按性质的数值是否与物质的数量有关，分为广度量（具有加和性如C、m、V）和强度量（与数量无关如温度、压力、密度）6、状态函数的特点：1、相互关联，一个变，其他跟着变，一个定其他跟着定2、变化只决定于初末状态，它有全微分，积分与路径无关7、过程与路径a.过程和路径混用的，热力学中谈过程b.等温过程，在整个过程中温度不变c．等容过程不同与等温和等压8.热量和功是过程量而不是系统的性质，在……过程中热量是多少。
不用d而用。
不同过程一般热量和功不同，即过程量不同。
内能又称热力学能，系统的能量指的是内能，内能绝对值不可测9、当作自变量的要容易调控才行习惯上把内能看作温度和体积的函数，a容易调控b大家都熟悉二、热力学第一定律1、公理：第一类永动机是不可能造成的。
公理的数学表达只适用于非敞开系统，过程不同，一般过程量不同。
2、功的计算：a、体积功b、非体积功（电工、表面功：水散开、光、轴功等等）体积功的计算：被积函数永远是环境压力，如果环境压力和系统压力相同的时候可以用3、自由膨胀不做功等温可逆膨胀没有压差的膨胀活塞没有质量以及没有摩擦它是一种概念不是过程系统内部时刻处于力学平衡向真空膨胀不做功三种不同膨胀计算的方法三个过程做的功不同而内能变化相同可逆过程是实际可逆过程是来回不发生任何变化每一步都可以反向进行而不在环境中引起其他变化4、热的计算等容热的计算和等压热的计算等容过程没有非体积功只要算出初末态内能差值等压过程焓H=U+pV 焓是为了方便记录没有任何物理意义等压过程条件是等等容过程的热容：不涉及体积功：等压热容定义：H 是温度和压力的函数等压过程：热容还是温度和压力的函数，热容是在不发生明显变化，化学变化和非体积功为零时，Q与T之比5.适用于任何物质6.理想气体的内压为零三、热力学第一定律对理想气体的应用7.8.理想气体的等温过程没有内能变和焓变，因为U和H是T的函数9.理想气体的热容理想热容只是温度的函数，与气体无关10.理想气体：而一般的任意气体理想气体的热容可以记忆：只是用于低温下11.理想气体绝热过程：4、绝热可逆过程有最大的功：系统从同一个状态出发经过不同的绝热过程到达相同的体积（相同压力），则妻子可逆过程的功最大5、过程方程：绝热可逆方程遵循过程方程12.第一定律对于实际气体的应用A.节流过程焦耳-汤姆森系数是用来表示节流过程中质和量的B.C.理想气体经过节流过程不会发生变化，焦耳-汤姆森效应只针对实际气体，理想气体经过节流不会变冷变热现象因为等H所以等温，因为理想气体的H只是温度的函数D.作用：比如冰箱、通过节流可以使气体液化13.热力学第一定律对化学反应的应用反应进度表示化学反应进行了多少，反应热表示一个反应进行1mol时放出或者吸收多少热，在等温和无非体积功的条件下进行，等压热和等容热是反应热的主要特征14.反应热的计算生成焓也是生成热反应焓的时候先在手册里查找反应物和生产物相应的生成焓在用各生成物的生成焓-各反应物的生成焓（单质的生成焓是零）14.燃烧焓来计算反应焓反应焓的时候先在手册里查找反应物和生产物相应的燃烧焓再用各生成物的燃烧焓-各反应物的燃烧焓15.反应热的测量仪器：量热计有精密的和非精密的一个反应在等容（内能变）和等压（焓变）条件下的反应热是不同的可以用一个求另一个A.我们算的都是25度的时候的反应热，如果不是25度的话怎么算呢？基尔霍夫公式：它的本质是产物与反应物的热容相差越大则反应前后的温度相差越大。
物化朱文涛40 固体表面,吸附热力学共18页
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。—弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
朱文涛基础物理化学
朱文涛基础物理化学一、引言朱文涛是我国著名的物理化学家，他的研究领域主要集中在基础物理化学方面。
基础物理化学作为物理和化学交叉的一门学科，研究内容丰富，具有广泛的应用。
本文将简要介绍朱文涛与基础物理化学的渊源，以及他在这一领域的主要贡献和影响。
二、朱文涛与基础物理化学的渊源朱文涛出生于20世纪初，正值我国物理学和化学发展的起步阶段。
他在学生时期就对物理和化学产生了浓厚的兴趣，尤其是在物理化学领域。
在国内外求学的经历中，朱文涛不断丰富自己的知识体系，逐渐形成了扎实的理论基础。
这为他后来从事基础物理化学研究奠定了基础。
三、基础物理化学的主要内容基础物理化学研究的内容包括物质结构、性质、变化规律等方面。
它涉及到原子、分子、晶体等微观结构的研究，以及热力学、动力学、光学、电学等宏观性质的研究。
朱文涛在这一领域的研究，紧紧围绕着这些核心问题展开。
四、朱文涛在基础物理化学领域的贡献朱文涛在基础物理化学领域取得了丰硕的成果。
他发表了许多关于物质结构、性质及其变化规律的研究论文，为我国物理化学领域的发展做出了重要贡献。
特别是在红外光谱、拉曼光谱、核磁共振等方面的研究，朱文涛的成果具有很高的学术价值。
五、朱文涛学术思想的影响和传承朱文涛的学术思想在国内外产生了广泛的影响，他的研究成果为后来者提供了宝贵的理论基础。
许多学者在朱文涛的基础上，继续深入研究基础物理化学问题，将这一领域的研究推向更高层次。
朱文涛的学术思想得以传承，为我国基础物理化学研究的国际地位提升做出了贡献。
六、结论朱文涛是一位杰出的物理化学家，他在基础物理化学领域的研究取得了举世瞩目的成果。
他的学术贡献和影响，为我国物理化学事业的发展奠定了基础。
物理化学部分ppt
(2) 物理化学极大地扩充了化学研究 的领域 (3) 物理化学促进相关学科的发展
(4) 物理化学与国计民生密切相关 (5) 物理化学是培养化学人才的必需
5、如何学好物理化学 注重概念、深入思考、及时总结、 联系实际
6、有关课程的几点具体要求： （1）教材和参考书：
教材： 物理化学 朱文涛编 Physical Chemistry (sixth edition) Atkins 物理化学中的公式与概念 朱文涛编
在不考虑重力场与其它外场作用的情况下， 系统内部处处压力相等
（3）相平衡（phase equilibrium) 相（phase)
系统内物理性质及化学性质完全均匀 的一部分称为一相。
H2O(l)
糖水
糖水
糖
多（复、非均）相系统 （homogeneous system) heterogeneous system
第三阶段：1960 s ： 由于激光技术和计算机技术的发展， 物理化学各领域向更深度和广度发展
宏观 微观
静态 体相 平衡态
动态 表相 非平衡态
当前的前沿领域： 分子动态学 表面与界面物理化学 非平衡非线性化学 分子设计与分子工程学
4、物理化学学科的战略地位 (1) 物理化学是化学科学的理论基础 及重要组成学科
1-2. 热力学基本概念 （Basic concepts of thermodynamics) 1. 系统与环境 （system and surroundings)
敞开（开放）系统（Open system） 封闭（密闭）系统（Closed system） 隔离（孤立）系统（Isolated system）
∑Q
-54
- 24 - 24
- 18 - 18
清华 朱文涛 物理化学 完整版11 表面化学与胶体的基本知识
§11－1 基本概念
一、表面功 (Surface work) 1. 表面分子的特殊性 受力情况特殊： 内部分子：合力为0
g
表面
l
热运动不需要做功
表面分子：不对称力场(不均匀力场)
能量特殊：分子倾向于钻入液体内部
将一个内部分子移动到表面上，环境要克服不
对称力场而作功。 (表面分子) > (内部分子)
G～关系：
dG
d
lg sin
0
即单调关系： G↑ ↑， G↓↓
< 90o 称润湿 > 90o 称不润湿 = 0o 称完全润湿
30
二、液体在固体表面上的铺展 (Spread of liquid on solid surface)
铺展的定义：
不铺展
G A
总结：
(1) 亚稳相的产生是相变过程中的滞 后现象，是一种相变惰性。
(2) 共性：产生新相(即增加新的相界
面)，需要界面能A。
25
以上所讨论的诸现象是一类表面现 象，即由表面张力引起的Curved surface phenomena。以下几节主要讨 论具有巨大表面系统的热力学不稳
定性，这类系统将自动降低 A
所以 与T，p，组成有关。
A T , p,nB ,nC ,
对一指定的液体， ＝f（T，p）
(1) T 对 的影响：T↑，l-g差异↓， ↓
(2) p对 的影响：
dG SdT Vdp BdnB dA
p
T , A,nB ,nC ,
3
二、表面能 (Surface energy) 1. 表面能：
朱文涛基础物理化学
朱文涛基础物理化学摘要：一、朱文涛基础物理化学简介1.作者朱文涛2.基础物理化学的内容和目标二、基础物理化学的主要章节1.化学热力学1.热力学第一定律2.热力学第二定律3.热力学第三定律2.化学动力学1.反应速率2.反应机理3.催化作用3.化学平衡1.平衡常数2.化学反应的方向3.相图4.溶液化学1.酸碱理论2.离子强度3.溶剂化作用5.电化学1.电化学反应2.电极电势3.电池和电解6.表面化学1.表面张力2.界面热力学3.吸附和解吸三、朱文涛基础物理化学的特点1.理论联系实际2.强调基础概念3.丰富的例题和习题四、朱文涛基础物理化学的应用1.化学工程2.环境科学3.材料科学4.生命科学正文：朱文涛基础物理化学是由我国著名化学家朱文涛教授编写的一部经典教材。
该书系统地讲述了物理化学的基本原理和基本方法，既注重理论的严谨性，又强调实践应用，对于培养学生的化学素养和科研能力具有重要作用。
全书共分为六章，分别是化学热力学、化学动力学、化学平衡、溶液化学、电化学和表面化学。
这些章节涵盖了物理化学的核心内容，从微观角度解释了化学现象，为理解和研究化学反应提供了理论基础。
朱文涛基础物理化学的一个显著特点是将理论联系实际。
书中通过大量实例，说明物理化学原理在化学工程、环境科学、材料科学和生命科学等领域的应用，使学生能够更好地理解和掌握这些原理。
另一个特点是强调基础概念。
朱文涛教授在讲解每一个概念时，都力求清晰明了，使学生能够迅速理解和掌握。
同时，书中提供了丰富的例题和习题，帮助学生巩固所学知识，提高解题能力。
总之，朱文涛基础物理化学是一部优秀的教材，对于学习化学、材料、环境等专业的学生来说，是不可或缺的参考书。
朱文涛教授的物理化学课
朱文涛教授的物理化学课经过多年的离乱，清华还或多或少地保留了一些与政治有关的人物，因为学校毕竟是学校，在某些时候会保护一些学者或者学生的人生安全，虽然这些人在人格上的独立也许不为社会和当政者所容。
这里面的典型代表就是黄万里教授。
朱文涛教授不为普通人所知，因为他太普通，历史也不甚光彩。
朱教授曾是蒯.大.富手下的一名大将，按照惯例，他是不可能得到重用的。
可是朱文涛教授的物理化学课是我在清华上过的最好的课之一。
大学里的课程无非有两种，让你打瞌睡的，和让你不打瞌睡的。
第一种是大多数，第二种又可以分为两类，一类是不敢打瞌睡的，另外一类是你自己不会打瞌睡的。
这最后一类最难得，对我来说，朱文涛教授讲的物理化学可以算是其中之一吧。
第一节课，朱教授说：“物理化学是贵系学生最重要的专业基础课，是你们将来毕业后的看家本领之一，你如果学不好，在我的课上会被我耻笑，毕业后会被同行耻笑。
”顿一顿，然后说：“据说清华曾评选过三十多门‘老虎课’，我这门物理化学也名列其中。
对我来说，这非常荣幸；对你们来说，这非常不幸。
”话锋一转，又说：“其实这门课并不难，主要是门槛高，如果你入门快，老虎课无非是纸老虎，有的人入门慢，就被老虎吃了。
”大家听了，惴惴然之中，也有些莫名其妙的兴奋。
教材一共七册书，最主要的教科书就是朱文涛教授自己写的《物理化学》讲义，上下两册。
英文参考书是臭名在外的皮特阿特金斯的那本厚厚的大本，当时是第三版还是第四版忘记了，买是买不到的，借也没有那么多，但是我们系图书分馆盗印了两百册，所以课代表和班长蹬着三轮车统一借回来一麻袋，（仿佛是）人手一册，可以借一年。
中文另外一本参考书是北大化学系翻的某一中文译本，分成上下册，译得警世骇俗地烂，用朱文涛教授的话说：学点英语之后，稿费也可以这么挣。
剩下两本是习题集，朱教授的讲义没有习题，就单独编了这么两本小册子，厚一点的那本有四五十页，习题为主，薄一点的那本只有十几页，是思考题。
物化朱文涛34 电动势法
E1, E2, E3, …… (2) 对大多数不含气体电极的电池,E～T多呈直
E 线,所以 T 的准确度可以测得很高. p
E T p
三,测量化学反应的rHm 测量化学反应的
r H m = r Gm + T r Sm
E T p
ox re
例1:H2 + Cl2 → 2HCl(aq) ∴ Pt| H2 |HCl(aq)| Cl2 |Pt
ox
例2:
Zn + 2Cu2+ → Zn2+ + 2Cu+
re
∴ Zn|Zn2+ ||Cu2+, Cu+ |Pt
例3 AgCl(s) + I- → AgI(s) + Cl各元素均无价数变化.但下面反应与该反应等价:
�
ox
AgCl(s) + I- + Ag(s) → AgI(s) + Cl- + Ag(s)
re
∴ Ag| AgI | I- || Cl- | AgCl |Ag 例4 H2O → H+ + OHox
H2O + 1/2H2(p) → H+ + OH- + 1/2H2(p)
re
∴ Pt| H2(p) |H+||OH- | H2(p) |Pt 小结:如何寻找阳极和阴极?
(∵ Cu2+ + 2e- → Cu) RT γ ± b θ 2+ = calomel (Cu | Cu ) ln θ 2F b RT RT b θ 2+ E = calomel (Cu | Cu ) ln γ ± ln θ 2F 2F b
朱文涛基础物理化学
朱文涛基础物理化学
【原创版】
目录
1.朱文涛简介
2.基础物理化学的概念
3.朱文涛对基础物理化学的贡献
4.基础物理化学在我国的重要性
正文
1.朱文涛简介
朱文涛，我国著名的物理化学家，长期从事物理化学的教学和研究工作，对基础物理化学领域做出了卓越贡献。
他曾担任中国化学会理事长，是我国化学界的杰出代表。
2.基础物理化学的概念
基础物理化学是物理化学的一个分支，主要研究物质的结构、性质、变化规律以及能量转换等问题。
它涉及的领域包括热力学、动力学、量子力学、统计力学等，是化学和物理学的重要基础。
3.朱文涛对基础物理化学的贡献
朱文涛在基础物理化学领域取得了丰硕的研究成果。
他曾提出关于分子间作用力的新理论，为物质的结构和性质研究提供了有力的理论支持。
此外，朱文涛还对溶液的物理化学性质进行了深入研究，提出了溶液模型和溶剂化作用理论，为溶液化学的发展做出了重要贡献。
4.基础物理化学在我国的重要性
基础物理化学在我国具有举足轻重的地位。
它为我国的化学、材料、能源等产业提供了重要的理论支持，对推动科技创新和产业发展具有深远
影响。
朱文涛等一批优秀的物理化学家为我国基础物理化学的发展做出了巨大贡献，使得我国在该领域取得了世界领先的地位。
综上所述，朱文涛是一位杰出的物理化学家，他的研究成果对我国基础物理化学的发展产生了深远影响。
物化朱文涛18 Henry定律,依数性幻灯片
dT
14
d ln
xA
-
H m RT2
dT
1mol A(sln, T, p, xA) Hm
Ⅰ Ⅱ
1mol A(l, T, p)
A(s, T, p)
Hm HⅠ HⅡ HⅡ slHm,A lsHm,A
xA d ln
xA 1
xA
Tf Tf*
lsHm,A RT2
dT
若 lsHm,A const.
ln xA
ls H m,A R
1 Tf*
1 Tf
15
ln xA
ls H m,A R
1 Tf*
1 Tf
条件：理想或理想稀薄溶液，冰点时析出
纯固态溶剂，lsHm,A const. ② 用途：xA → Tf
③ 若 xB << 1 (理想稀薄溶液)
xB
R Tf* 2 ls H m,A
nB nA
(∵ xB << 1 )
R Tf* 2 MA lsHm,A
nB nA M A
Tf Kf bB
17
Tf Kf bB
①
Kf
R Tf* 2 MA ls H m,A
freezing point depression const.
溶液的冰点和纯溶剂的冰点：在一定压力下
纯 A(l) A(s)
sln
小冰渣
Tf*
Tf
经验：若sln在Tf时析出A(s)，则 Tf Tf*
Tf Tf* Tf
11
热力学分析：
B
在定T定p下， 往容器中加入溶 质 B ， 则 纯 A(l) 变成sln
物理化学1.1 绪论85页PPT
状态函数的两个重要特征
(1) 状态函数的数值随状态的改变而变化。 如始态Z1， 终态Z2，则改变量
ZZ2Z1
只与系统的始、终态有关，与历史无关
y
y=f (x)
Z
Z=f (x, y) y
y2 Z2
y1
x1 x2 x
Z1
y2 y1
x1 x2
x 16
(2) 状态函数具有全微分的性质：
d
XX xy
d
xXyx
d
y
例如，理想气体的封闭体系 Vf(T,p)
则有 dVV TpdTVpTdp
全微分的积分与积分途径无关
X X2dXX X
X1
2
1
17
1.1.4 过程和途径
• 等温过程 • 等压过程 • 等容过程 • 绝热过程
T1= T2= Tex p1 = p2 = pex V1 = V2 Q=0
• 循环过程 X = 0
• 符号：系统得到功为正，对环境做 功为负
• 功不是状态函数，与过程有关 • 功分为体积功（W）和非体积功（W’）
22
• 体积功：
当系统的体积变化
pex
时，系统反抗环境
压力所作的功。
V2
V
WpexV
对于微小过程
V1 (gas)
δWpexdV
☺小贴士：体积功中“反抗环境压力”的类比理解：将质量为m的
成正比，有加和性，例如：V、m等；
两种容量性质相除后就变为强度性质，例如： m/V
12
• 系统的状态是系统所有性质的综合 表现
• 所有性质确定，则状态确定；
• 状态确定，则系统所有性质亦确定
• 确定状态下，各种性质之间是有关 系的：
《物理化学》朱【文涛】教授课件 全套 830页
朱文涛.《物理化学》 朱文涛.《物理化学中的公式与概念》
➢ 参考书：
傅献彩等.《物理化学》 天津大学.《物理化学》 胡英.《物理化学》 Ira. N. Levine . Physical Chemistry P. W. Atkins . Physical Chemistry
第一章 气 体 Chapter 1 Gas
例如：
水蒸气, p T=const. 水
➢ 是液体的性质：表示液体挥发的难易。其大小决 定于液体所处的状态(主要决定于温度)。
➢ 沸点：蒸气压＝外压时的温度，通常是指蒸气压＝ 101325 Pa，称(正常)沸点。
(2) 临界参数和临界点： ➢ 定义：
Tc——利用加压手段使气体液化的最高温度 pc——在临界温度时使气体液化所需的最小压力 Vc——在临界温度和临界压力时气体的摩尔体积
Tr=1 pr=1.5
Z=0.25
110×101325 Pa·Vm=0.25×8.314 J·K-1·mol-1×304K 解得： Vm=5.67×10-5 m3·mol-1
本章小结：
理想气体状态方程 气体计算方法 实际气体状态方程
压缩因子图
第二章 热力学第一定律 Chapter 2 The First Law of Thermodynamics
pB xB p
pB xB p pxB p
B
B
B
∴ pB代表组分气体B对气体混合物压力的贡献。
2. 分压定律： 对理想气体混合物
pB
pxB
nRT V
xB
(nxB )RT V
nBRT V
∴ 在理想气体混合物中，任意组
分气体的分压等于同温下该气体 在容器中单独存在时的压力
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于是
Z f ( pr , Tr )
处在相同对比状态的各种气体不仅有相近的 物性，而且有相同的压缩因子。于是许多人 测定Z，结果确是如此。将测量结果绘制成 图——压缩因子图
如何用图：例 CO2 (304K, 110×101325 Pa)，Vm=?
Tr=1
pr=1.5
Z=0.25
110×101325 Pa· Vm=0.25×8.314 J· K-1· mol-1×304K 解得： Vm=5.67×10-5 m3· mol-1
Vc——在临界温度和临界压力时气体的摩尔体积
是物性参数 不易测定
(3) 对比参数和对比状态： 定义：
范氏对比方程：
T Tr Tc
p pr pc
Vm Vr Vc
8 pcVc R 3 Tc
1881年将范氏方程应用于临界点并进行纯数学处理，得到
2 a 3 pcVc
代入原方程并整理
傅献彩等.《物理化学》 天津大学.《物理化学》 胡英.《物理化学》 Ira. N. Levine . Physical Chemistry P. W. Atkins . Physical Chemistry
第一章
气 体
Chapter 1 Gas
§1－1 理想气体 (Ideal gas) 一、理想气体状态方程 (Equation of state for ideal gas)
本章小结： 理想气体状态方程 气体计算方法 实际气体状态方程 压缩因子图
第二章
热力学第一定律
Chapter 2 The First Law of Thermodynamics
热力学的任务：方向、限度、能量转换、宏观性质 热力学的特点： (1) 研究对象：N > 1020 (2) 宏观方法
(3) 无涉及时间因素
本章目的： (1) 能量转换规律 (2) 物化学习方法
一、系统和环境 (System and surroundings)
§2－1 基本概念 (Important concepts)
定义：系统——研究对象(也称体系)
环境——与系统有相互作用的外界
系统的分类 开放系统 (敞开系统)
调 课 通 知 (1) 9.23(二)的课调至9.21(日)晚7:00 (2) 9.30(二)的课停 (3) 10.14(二)的课调至10.12(日)晚7:00
2. 对比状态原理：
处在相同对比状态的各种气体(乃至液体)， 具有相近的物性(如摩尔热容、膨胀系数、 压缩系数、黏度等)。
pV ZnRT
pVm ZRT
(1) Z的意义：压缩因子。Z与1的差值 代表气体对理想气体的偏差 程度，理想气体的Z＝1。
pV ZnRT
pVm ZRT
(2) 如何求Z：Z不是特性参数，随气体状态而改变 Z = f(T, p)
pVm 代入对比参数 ( pc pr )(VcVr ) Z RT R(TcTr ) pcVc prVr prVr Zc RTc Tr Tr
1 b Vc 3
3 8 pr Vr 1 Tr 2 3 3 V r
Van der Waals 对比方程
启示：f (pr, Vr, Tr)=0。即不同气体如果它们具有相同的pr 和Tr，则Vr必相同。称它们处在相同对比状态。
2. 对比状态原理： 处在相同对比状态的各种气体(乃至 液体)，具有相近的物性(如摩尔热容、 膨胀系数、压缩系数、黏度等)。 三、用压缩因子图计算实际气体 (Calculation of real gases with compression factor figure)
本章小结： 理想气体状态方程 气体计算方法 实际气体状态方程 压缩因子图
物化朱文涛02_实气_热力学概念
二、对比状态原理 (The principle of corresponding states) 1. 几个概念 (1) 蒸气压：在讨论气－液转化时常用 定义：在一定条件下，能与液体平衡共存的它的蒸气 的压力 例如：
∴
Z f (Zc , pr ,Tr )
Zc: Critical compression factor
若满足范氏方程，则
即 Zc＝3/8＝0.375 实验表明：Ne ∴ Zc≈const.
Ar CH4
8 pcVc R 3 Tc
CF4
0.28
O2
N2
CO
0.30
0.31 0.29 0.29
0.29 0.29
在y不变的条件下此式两端同除以dx，得
F F F z x y x z z x x y
五、教材和参考书 教材：
朱文涛.《物理化学》 朱文涛.《物理化学中的公式与概念》
参考书：
pV nRT
pVm RT
p, V, T, n的意义及单位：
Vm：摩尔体积，m3· mol-1
R：摩尔气体常数，8.314 J· K-1· mol-1
理想气体的定义及方程的用途
定义：在任意温度和压力下都严格服从 理想气体状态方程的气体 用途：对于一定量的理想气体，pVT中有一个 不独立。所以p可叙述为：将物质的量 为n的理想气体置于一个温度为 T体积 为V的容器中，气体所具有的压力。
pV ZnRT
pVm ZRT
(1) Z的意义：压缩因子。Z与1的差值 代表气体对理想气体的偏差 程度，理想气体的Z＝1。
pV ZnRT
pVm ZRT
(2) 如何求Z：Z不是特性参数，随气体状态而改变 Z = f(T, p)
pVm 代入对比参数 ( pc pr )(VcVr ) Z RT R(TcTr ) pcVc prVr prVr Zc RTc Tr Tr
绪论
Introduction
一、什么是物理化学
化学现象与物理现象的联系 化学反应
伴随发生
影响
物理现象
物理化学由此联系出发研究化学反应的 普遍规律
物理化学的研究方法方法：以物理方法为主 (3) 数学演绎方法 所以，物理化学是集化学、物理及数 学于一身的一门学科。即以物理 和数学的方法研究化学问题。
水蒸气, p
水
T=const.
是液体的性质：表示液体挥发的难易。其大小决 定于液体所处的状态(主要决定于温度)。 沸点：蒸气压＝外压时的温度，通常是指蒸气压＝ 101325 Pa，称(正常)沸点。
(2) 临界参数和临界点：
定义：
Tc——利用加压手段使气体液化的最高温度
pc——在临界温度时使气体液化所需的最小压力
则
F F F z x y x z z x x y
F F 则 dF dx dz x z z x
此公式是以下数学处理方法的结果： 令：F f x, z
问题提出： 用理想气体状态方程计算 实际气体，产生偏差。至今实 际气体状态方程已约200个
Van der Waals方程
思想：对实际气体分别做两项修正
方程：
a pV2 (Vm b) RT m
2 n a p V2 (V nb) nRT
1 b Vc 3
3 8 pr Vr 1 Tr 2 3 3 V r
Van der Waals 对比方程
启示：f (pr, Vr, Tr)=0。即不同气体如果它们具有相同的pr 和Tr，则Vr必相同。称它们处在相同对比状态。
2. 对比状态原理： 处在相同对比状态的各种气体(乃至 液体)，具有相近的物性(如摩尔热容、 膨胀系数、压缩系数、黏度等)。 三、用压缩因子图计算实际气体 (Calculation of real gases with compression factor figure)
水蒸气, p
水
T=const.
是液体的性质：表示液体挥发的难易。其大小决 定于液体所处的状态(主要决定于温度)。 沸点：蒸气压＝外压时的温度，通常是指蒸气压＝ 101325 Pa，称(正常)沸点。
(2) 临界参数和临界点：
定义：
Tc——利用加压手段使气体液化的最高温度
pc——在临界温度时使气体液化所需的最小压力
于是
Z f ( pr , Tr )
处在相同对比状态的各种气体不仅有相近的 物性，而且有相同的压缩因子。于是许多人 测定Z，结果确是如此。将测量结果绘制成 图——压缩因子图
如何用图：例 CO2 (304K, 110×101325 Pa)，Vm=?
Tr=1
pr=1.5
Z=0.25
110×101325 Pa· Vm=0.25×8.314 J· K-1· mol-1×304K 解得： Vm=5.67×10-5 m3· mol-1
Vc——在临界温度和临界压力时气体的摩尔体积
是物性参数 不易测定
(3) 对比参数和对比状态： 定义：
范氏对比方程：
T Tr Tc
p pr pc
Vm Vr Vc
8 pcVc R 3 Tc
1881年将范氏方程应用于临界点并进行纯数学处理，得到
2 a 3 pcVc
代入原方程并整理
2. 分压定律：
对理想气体混合物
nRT (nxB ) RT nB RT pB pxB xB V V V
∴ 在理想气体混合物中，任意组 分气体的分压等于同温下该气体 在容器中单独存在时的压力
§1－2 实际气体 (Real gas)
一、实际气体状态方程
(Equation of state for real gas)
特点：
（1）相互关联：单组分均相封闭 系统有两个独立变量；（无组成 变化的封闭系统）