第一章热力学第一定律
一、基本概念
系统与环境,状态与状态函数,广度性质与强度性质,过程与途径,热与功,内能与焓。
二、基本定律 热力学第一定律:ΔU=Q+W。 三、基本关系式1、体积功的计算 δW= -p外dV
恒外压过程:W= -p外ΔV
V1p2定温可逆过程(理想气体):W=nRTlnV?nRTlnp
212、热效应、焓:等容热:QV =ΔU(封闭系统不作其他功)
等压热:Qp =ΔH(封闭系统不作其他功) 焓的定义:H=U+pV ; ΔH=ΔU+Δ(pV) 焓与温度的关系:ΔH=?T1CpdT
?H?U3、等压热容与等容热容:热容定义:CV?(?T)V;Cp?(?T)p
T2定压热容与定容热容的关系:Cp?CV?nR 热容与温度的关系:Cp,m=a+bT+cT2
四、第一定律的应用
1、理想气体状态变化
等温过程:ΔU=0 ; ΔH=0 ; W=-Q=??p外dV 等容过程:W=0 ; Q=ΔU=?CVdT ; ΔH=?CpdT 等压过程:W=-peΔV ; Q=ΔH=?CpdT ; ΔU=?CVdT 可逆绝热过程:Q=0 ; 利用p1V1γ=p2V2γ求出T2,
W=ΔU=?CVdT;ΔH=CpdT
?CV(㏑T2-㏑T1)=nR(㏑V1-㏑V2)(T与V的关系) Cp(㏑T2-㏑T1)=nR(㏑P2-㏑P1) (T与P的关系)
不可逆绝热过程:Q=0 ;
利用CV(T2-T1)=-p外(V2-V1)求出T2,
W=ΔU=?CVdT;ΔH=CpdT
2、相变化 可逆相变化:ΔH=Q=nΔH;
?W=-p(V2-V1)=-pVg=-nRT ; ΔU=Q+W
3、实际气体节流膨胀:焦耳-汤姆逊系数:μ降低;反之亦然)
4、热化学
标准摩尔生成焓:在标准压力和指定温度下,由最稳定的单质生成单位物
质的量某物质的定压反应热(各种稳定单质在任意温度下的生成焓值为0)
J-T(理想气体在
定焓过程中温度不变,故其值为0;其为正值,则随p降低气体T
标准摩尔燃烧焓:????,单位物质的量的某物质被氧完全氧化时的反应焓
第二章 热力学第二定律
一、基本概念 自发过程与非自发过程 二、热力学第二定律
热力学第二定律的数学表达式(克劳修斯不等式)
?QdS?T “=”可逆;“>”不可逆 三、熵(0k时任何纯物质的完美结晶丧子为0)
1、熵的导出:卡若循环与卡诺定理(页52
?Qr2、熵的定义:dS?T
3、熵的物理意义:系统混乱度的量度。 4、绝对熵:热力学第三定律 5、 熵变的计算
QrV2p1(1)理想气体等温过程:?S?T?nRlnV?nRlnp
12(2)理想气体等压过程:?S?nCp,mlnT2T1
T2(3)理想气体等容过程:?S?nCV,mlnT
1T2p1(4)理想气体pTV都改变的过程:?S?nCp,mlnT?nRlnp
12n?_H(5)可逆相变化过程:?S?T
???S(298)??S(6)化学反应过程:rm?Bm(B,298)
四、赫姆霍兹函数和吉布斯函数
1、定义:A=U-TS;G=H-TS
等温变化:ΔA=ΔU-TΔS;ΔG=ΔH-TΔS
2、应用:不做其他功时,ΔGT,p≤0 ;自发、平衡 3、热力学重要关系式:dU=TdS-pdV;dH=TdS+Vdp 【页72】 dA=-SdT- pdV;dG=-SdT+Vdp 4、ΔA和ΔG的求算 (1)理想气体等温过程
用公式:ΔA=ΔU-TΔS;ΔG=ΔH-TΔS
用基本关系式:dA=-SdT- pdV;dG=-SdT+ Vdp (2)可逆相变过程 ΔA=ΔU-TΔS=W=-nRT;ΔG=0
(3)化学反应过程的ΔG 标准熵法:ΔG=ΔH-TΔS
???G(298)???G标准生成吉布斯函数法:rm?Bfm(B,298)
(4)ΔG与温度的关系
ΔG=ΔH-TΔS ,设ΔH、ΔS不随温度变化。
第三章化学势
1、化学势的定义。物理意义:决定物质传递方向的限度的强度
?G因素。?B?(?n)T,p,nc(c?B) ;在T、p及其他物质的量保持不变的情况
B下,增加1molB物质引起系统吉布斯函数的增量。(又称偏摩尔量。
1、只有系统的容量性质才有偏摩尔量,故系统强度性质没有偏摩尔量【页8有两种性质定义】2、只有在定稳T,定压P下才成为偏摩尔量)
2、化学势的应用
在等温等压不作其他功时,??B?B<0自发;=0平衡;>0逆向自发
3、化学时表示式
??????RTln(p/p) 理想气体:
????纯固体和纯液体:
拉乌尔定律和亨利定律 1、拉乌尔定律
pA=p*xA(溶液中该物质蒸汽压=纯该物质蒸汽压*溶液中该物质物质量分数【理想】) 适用于液态混合物和溶液中的溶剂。
2、亨利定律
pB=kx,xB(与溶液平衡的溶质蒸汽的分压=亨利系数*溶质在溶液中的摩尔分数)适用于溶液中的溶质。 二、液态混合物和溶液中各组分的化学势
1、理想液态混合物
?(T,p,mix)???x(T)?RTlnx 标准态为:同温下的液态纯溶剂。
2、真实液态混合物
?(T,p,mix)??? x(T)?RTlnax 标准态为:同温下的液态纯溶剂。3、理想稀溶液
??(T,p,sln)??溶剂:AxA(T)?RTlnxA 标准态为:同温下的
液态纯溶剂。
??(T,p,sln)??溶质:BxB(T)?RTlnxB 标准态为:同温
下xB=1且符合亨利定律的溶质。
4、真实溶液
??(T,p,sln)??溶剂:Ax,A(T)?RTlnax,A ;ax,A=fx,A x; 标准态
为:同温下的液态纯溶剂。
溶质:?B(T,p,sln)???xB(T)?RTlnax,B ; ax,B=γx,B xB; 标准态为:同温下xB=1且符合亨利定律的溶质。
?B(T,p,sln)??b,B(T)?RTlnab,B; ab,B=γb,B bB; 标准态
为:同温下bB=1且符合亨利定律的溶质。
理想稀溶液的凝固点降低?Tf??RTfTf*?fusHm,AxB
第四章 化学平衡
一、化学平衡常数与平衡常数表达式
???G(T)??RTlnK二、 标准平衡常数的求算:rm
三、 范特荷夫等温方程
?rGm(T)??RTlnK+RT㏑QP
??(页114
物化各种公式概念总结



