物理化学课程简介.pptx

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1、物理化学,第0章 物理化学课程简介,0.1 课程内容,绪论(0.5学时)热力学第一定律(3学时)热力学第二定律(3学时)多组分热力学平衡体系(1学时)化学平衡(2学时)相平衡(2学时)化学动力学(2.5学时)电化学(2学时)胶体与界面化学(2学时),0.2 什么是物理化学？,通过物理现象与化学现象之间的关系，并主要采用物理实验方法,来研究化学变化基本规律的一门科学。-傅献彩,Physical chemistry is the branch of chemistry that establishes and develops the principles of the subjects.Its

2、concepts are used to explain and interpret observations on the physical and chemical properties of matter.Physical chemistry is also essential for developing and interpreting the modern techniques used to determine the structure and properties of matter,such as new synthetic materials and biological

3、 macromolecules.-Atkins,0.3 物理化学发展简史,化学学科体系建立,0.4 物理化学学习方法,教材：沈文霞.物理化学核心教程，第3版，科学出版社，2016,主要参考书：,肖衍繁.物理化学，第2版，天大出版社，2006.傅献彩，沈文霞，姚天扬.物理化学，第5版，高教，2009.,学习方法：1.上课做笔记；2.课后研读书本；3.独立完成作业。,0.5 物理量的表示和运算,(1)物理量X 包括数值和单位 例：T 298 K p 101.325 kPa 同量纲的可用+，=运算,物理量=数值 单位,1 物理量的表示,(数值为没有单位的纯数),(2)作图列表时要用纯数,例：以 ln

4、p 1/T 作图,0.5 物理量的表示和运算,ln x，ex 中的 x 是物理量除以单位后的纯数,2 对数中的物理量,x x/x 如：ln p ln(p/kPa)为简便起见，有时将单位省略,先写出量方程式，再代入数值和单位计算,例：,3 量值计算,0.6 部分数学知识,1 函数：Z=f(x,y)如理想气体的压力、温度和体积三个物理量中：p=f1(T,V),压力是温度和体积的函数；V=f2(T,p),体积是温度和压力的函数；T=f3(p,V),温度是压力和体积的函数,0.6 部分数学知识,2 偏微商的物理意义：如p=f(T,V),(p/T)V,(p/V)T,表示等容条件下p随T的变化率;,表示等

5、温条件下p随V的变化率;,0.6 部分数学知识,物理意义：p是一个状态函数，dp只与始、终态有关，而与途径无关。,3 全微分:若p=f(T,V),4 微分法则与积分法则(查数学手册),0.7 理想气体,1 理想气体状态方程,pV=nRT p气体压力，Pa或kPa；V气体体积，m3或L；T气体温度，K；n 物质的量，mol；R 摩尔气体常数，8.314 Jmol-1K-1,实验证明，气体压力越低，越符合上述方程式。,理想气体在任何 T,p 下都能符合理想气体状态方程式。,理想气体只是实际气体在 p 0 时的极限情况,气体分子不具有体积,气体分子间无相互作用力,0.7 理想气体,2 理想气体混合物

6、,(1)摩尔分数,=,=,x 表示液相组成,y 表示气相组成,(2)道尔顿定律（分压定律）,气体混合物的总压力pt是各组分气体分压pi之和。,=,=,(3)阿马加定律（分体积定律）,=,=,0.8 真实气体,1 真实气体的液化及临界参数,气液平衡示意图,1.液体的饱和蒸气压气液平衡时：气体称为饱和蒸气；液体称为饱和液体；压力称为饱和蒸气压p*。p*等于外压时的温度称为沸点；p*等于101.325 kPa时的温度称为正常沸点。,0.8 真实气体,水、乙醇和苯在不同温度下的饱和蒸气压,T 一定时：若 p p*，气体将凝结为液体,直至 p=p*。,0.8 真实气体,2 真实气体的 p-Vm图及气体的液化,临界温度TC：气体能被液化的最高温度,临界压力pC：TC 时液化所需最小压力。,临界摩尔体积VC：TC，pC 下的摩尔体积。,0.8 真实气体,再考虑分子间作用力：,(Vmb)为理想气体体积,p(Vmb)=RT,分子间吸引力 p（设减小pi）,(p+pi)为理想气体压力。,对于 n mol 气体，有：,a，b 为范德华常数,3 范德华方程,