物理化学知识点

第一章 气体的pVT 关系

理想气体状态方程 PV=nRT

摩尔气体常数 11314472.8--⋅⋅=K mol J R

理想气体：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

理想气体的微观特征：

分子间无相互作用力 分子本身不占有体积 低压气体可做理想气体处理

（1）摩尔分数 ∑=A

A

B B B n n

y x )(或

（2）质量分数 ∑=

A

A

B B m m w

（3）体积分数 ∑*

*=A

A

B B V V ϕ 分压力：每种气体对总压力的贡献 道尔顿分压定律：混合气体的总压力等于组分单独存在于混合气体的温度、体积条件下所产生压力的总和

将处于气—液平衡时的气体称为饱和蒸气，液体称为饱和液体，饱和蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压，以P *表示，*表示纯物质。

当饱和蒸气压与外界压力相等时，液体沸腾，此时相应的温度称为液体的沸点。通常将101.325kPa 外压下的沸点称为正常沸点。

第二章 热力学第一定律

系统：研究对象的那部分物质 环境（外界）：系统以外与之相连的那部分物质 隔离系统（孤立系统）：与环境既没有物质交换，也没有能量交换 封闭系统：与环境没有物质交换，但可以有能量交换 敞开系统（开放系统）：与环境既有物质交换，也有能量交换 状态函数的重要特征：

系统状态的函数的微小变化所引起的状态函数X 的变化用全微分dX 表示 状态函数的变化只与始末态有关，与变化的具体途径或经历无关

广度量：与物质的数量成正比的性质，体积、物质的量、热力学能、熵等 强度量：与物质的数量无关的性质，温度、压力等 任何两种广度量之比得出的物理量为强度量

系统处于平衡态的条件：热平衡，力平衡，相平衡，化学平衡

功和热是系统状态发生变化过程中，系统与环境交换能量的两种形式，单位为焦耳（J ）

功（W ） 功是系统与环境间粒子有序运动而交换的能量。系统得到环境做功时W>0；系统对环境做功时W<0

体积功：系统因体积发生变化反抗环境压力（P amb ）而与环境交换的能量 体积功的定义式：dV P dl F w amb ⋅-=⋅-=δ

非体积功：除体积功以外其他一切形式的功 热（Ｑ）：系统与环境因温度不同而交换的能量，系统吸热Ｑ＞０；系统放热Ｑ＜０

功和热都是途径函数 热力学能（内能，Ｕ）：系统内部所有粒子全部能量的总和，是广度量，单位为焦耳（Ｊ）

绝热W U U U =-=∆12

热力学第一定律

热力学第一定律的本质是能量守恒原理，即隔离系统无论经历何种变化，其能量守恒

热力学第一定律的表述：第一类永动机是不可能造成的 封闭系统热力学第一定律数学表达式：

W Q U +=∆ W Q dU δδ+=

恒容热 )0,0('==∆=W dV U Q V 恒压热 )0,0('==∆=W dp H Q p 焓 状态函数 广度量 单位焦耳 pV U H +=

)(热容C dT Q =δ )(定容热熔V V C dT Q =δ

)(定压热熔p p C dT Q =δ

)(,摩尔定容热熔m V V C n C = )(质量定容热熔V V c m C = )(,摩尔定压热熔m p p C n C =

)(质量定压热熔p p c m C =

只要是理想气体发生变温过程都可以用：

R

C C T nC H T

nC U m V m p m p m V =-∆=∆∆=∆,,,,

理想气体单纯ｐＶＴ变化

T

nC H Q T nC U Q m p p m V V ∆=∆=∆=∆=,,

凝聚态物质

Ｔ一定时，只要压力变化不大 dT C n H Q T T m p p ⎰=∆=2

1, H U ∆≈∆

尽管凝聚态物质便问过程中系统体积改变很小，也不能认为是恒容过程，更不能用

dT C n U Q T T m V ⎰=∆=2

1

,计算。

对于凝聚态物质摩尔定压热熔与摩尔定容热熔近似相等 相变焓

系统中物理性质及化学性质完全相同的均匀部分称为相 系统中同一种物质在不同相之间的转变即为相变化

摩尔相变焓：单位物质的量的物质在恒定温度T 及该温度平衡压力下发生相变

时对应的焓变，记做m H n H β

αβα∆=∆

Fus 熔化sub 升华 vap 蒸发trs 晶型转变 几点说明：

1、定义中相变过程是恒压且无非体积功，所以摩尔相变焓与m p Q ,相等，即

m p m Q H ,=∆βα，因而这里的摩尔相变焓m H β

α∆在量值上也就是摩尔相变热。

2、对纯物质两相平衡系统，温度T 一旦确定，则该温度下的平衡压力也就确定，故摩尔相变焓仅仅是T 的函数，即)(T H m βα∆。

3、由焓的状态函数性质可知，同一种物质、相同条件下互为相反的两种变

化过程，其摩尔相变焓量值相等，符号相反，即m m H H αββα∆-=∆

可逆相变焓，相平衡温度及平衡压力下的值，等于可逆热Ｑp

相变焓随温度的变化：dT C T H T H m p T T m m ,02

1)()(⎰∆+∆=∆βαβαβα 。m p C ,改变，所以不

同温度下的相变焓不同。 化学反应焓

化学反应式bB aA zZ yY --+=0可以写为通式∑=B

B B ν0 B 表示任一反应组

分，B ν表示化学计量数，对产物为正值，反应物为负值。量纲为一。 反应进度定义式：B

B

n νξ∆=∆。规定反应开始时0=ξ，反应进度总是正值，单位

为mol

同一反应，当物质B 的实际反应量一定时，因化学反应式写法不同，B ν不同，故反应进度也不同。

摩尔反应焓：∑*

=∆)(B H H m B m r ν，单位kJ/mol

标准状态：

气体 任意温度T ，标准压力100kPa 下表现出理想性质的纯气体状态。 液体或固体 任意温度T ，标准压力100kPa 下的纯液体或纯固体状态。