物理化学第一章总结
大学物理化学知识点总结归纳
大学物理化学知识点总结归纳第一章气体的pvT关系一、理想气体状态方程pV=(m/M)RT=nRT(1.1)或pVm=p(V/n)=RT(1.2)式p、V、T及n的单位分别为P a 、m3、K及mol。
Vm=V/n称为气体的摩尔体积,其单位为m3·mol。
R=8.314510J·mol-1·K-1称为摩尔气体常数。
此式适用于理想,近似于地适用于低压下的真实气体。
二、理想气体混合物1.理想气体混合物的状态方程(1.3)pV=nRT=(∑Bn)RTpV=mRT/Mmix(1.4)式Mmix为混合物的摩尔质量,其可表示为Mmix def ∑BBy M B(1.5)Mmix=m/n=∑BBm/∑Bn(1.6)式MB为混合物某一种组分B的摩尔质量。
以上两式既适用于各种混合气体,也适用于液态或固态等均匀相混合系统平均摩尔质量的计算。
2.道尔顿定律pB=nBRT/V=yBp(1.7)P=∑Bp(1.8)理想气体混合物某一种组分B的分压等于该组分单独存在于混合气体的温度T及总体积V的条件下所具有的压力。
而混合气体的总压即等于各组分单独存在于混合气体的温度、体积条件下产生压力的总和。
以上两式适用于理想气体混合系统,也近似适用于低压混合系统。
3.阿马加定律V B *=nBRT/p=yBV(1.9)V=∑V*(1.10)VB*表示理想气体混合物物质B 的分体积,等于纯气体B在混合物的温度及总压条件下所占有的体积。
理想气体混合物的体积具有加和性,在相同温度、压力下,混合后的总体积等于混合前各组分的体积之和。
以上两式适用于理想气体混合系统,也近似适用于低压混合系统。
三、临界参数每种液体都存在有一个特殊的温度,在该温度以上,无论加多大压力,都不可能使气体液化,我们把这个温度称为临界温度,以Tc 或tc表示。
我们将临界温度Tc时的饱和蒸气压称为临界压力,以p表示。
在临界温度和临界压力下,物质的摩尔体积称为临界摩尔体积,以Vm,c 表示。
大学课程《物理化学》各章节知识点汇总
pV K
'
TV
1
K
T p
1
K
''
第二章 热力学第二定律
W Q2
可逆热机效率
T2 T1 T1 1 T2 T2
B
熵函数
克劳修斯不等式：
S A B
A
Q
T
0
dS
Q
T
0
熵增加原理： 孤立体系：
nB X B ,m
B 1
i
化学势的定义
GB ,m
G B nB T , p ,n j B
G f (T , p, n1 , n2 , )
G G G G dG dn1 dn2 dp dT T p ,ni p T ,ni n1 T , p ,n j1 n2 T , p ,n j2
H B ,m GB ,m
S B ,m
偏摩尔量的集合公式
dX X1,m dn1 X 2,m dn2 X B,m dnB
B
dX X dn X dn
1, m 1 2, m
2
X i ,m dni
X n1 X1,m n2 X 2,m ni X i,m
可使系统和环境都复原，而没有任何耗散效应。是以无
限小的变化进行，系统始终无限接近平衡态。
第一定律的数学表达式
U Q W
对微小变化： dU Q W 等容热效应
dU Q W
W pdV 0
U QV ,
U QV CV dT
物理化学知识点总结(热力学第一定律)
热力学第一定律一、基本概念1.系统与环境敞开系统：与环境既有能量交换又有物质交换的系统。
封闭系统：与环境只有能量交换而无物质交换的系统。
（经典热力学主要研究的系统）孤立系统：不能以任何方式与环境发生相互作用的系统。
2.状态函数：用于宏观描述热力学系统的宏观参量，例如物质的量n、温度T、压强p、体积V等。
根据状态函数的特点，我们把状态函数分成：广度性质和强度性质两大类。
广度性质：广度性质的值与系统中所含物质的量成正比，如体积、质量、熵、热容等，这种性质的函数具有加和性，是数学函数中的一次函数，即物质的量扩大a倍，则相应的广度函数便扩大a倍。
强度性质：强度性质的值只与系统自身的特点有关，与物质的量无关，如温度，压力，密度，摩尔体积等。
注：状态函数仅取决于系统所处的平衡状态，而与此状态的历史过程无关，一旦系统的状态确定，其所有的状态函数便都有唯一确定的值。
二、热力学第一定律热力学第一定律的数学表达式：对于一个微小的变化状态为：dU=公式说明：dU表示微小过程的内能变化，而δQ和δW则分别为微小过程的热和功。
它们之所以采用不同的符号，是为了区别dU是全微分，而δQ和δW不是微分。
或者说dU与过程无关而δQ和δW却与过程有关。
这里的W既包括体积功也包括非体积功。
以上两个式子便是热力学第一定律的数学表达式。
它们只能适用在非敞开系统，因为敞开系统与环境可以交换物质，物质的进出和外出必然会伴随着能量的增减，我们说热和功是能量的两种传递形式，显然这种说法对于敞开系统没有意义。
三、体积功的计算1.如果系统与环境之间有界面，系统的体积变化时，便克服外力做功。
将一定量的气体装入一个带有理想活塞的容器中，活塞上部施加外压。
当气体膨胀微小体积为dV时，活塞便向上移动微小距离dl，此微小过程中气体克服外力所做的功等于作用在活塞上推力F与活塞上移距离dl的乘积因为我们假设活塞没有质量和摩擦，所以此活塞实际上只代表系统与环境之间可以自由移动的界面。
物理化学第一章知识点解析
G 等叫热力学系统的宏观性质( 或简称热力学性质)。
宏观性质分为两类:强度性质——与系统中所含物质的量无关, 无
加和性( 如p、T 等) ;广度性质——与系统中所含物质的量有关, 有加 和性( 如V、U、H⋯ 等) , 而
另 一 一 种 种 广 广 度 度 性 性 质 质=强 度 性 质，如
Vm
=
V n
,
= m V
3.系统的状态和状态函数
系统的状态是指系统所处的样子。热力学中采用系统的宏观性质 来描述系统的状态, 所以系统的宏观性质也称为系统的状态函数。
( i) 对于一定量的组成不变的均相流体系统, 系统的任意一个宏观性 质是另外两个独立的宏观性质的函数。这一结论是由实验结果得到的,
p2 = psu , 此过程叫定压过程。而定压变化, 仅有p1 = p2, 过程中压力可不恒定。 ( iii ) 定容过程
系统状态变化过程中体积保持恒定, V1 = V2 , 此为定容过程。 ( iv) 绝热过程
系统状态变化过程中, 与环境间的能量传递仅可能有功的形式, 而无热的形式, 即Q = 0 , 叫绝热过程。 ( v) 循环过程
(II)封闭系统——系统与环境之间通过界面只有能量的传递, 而无 物质的质量传递。因此封闭系统中物质的质量是守恒的。
(III)隔离系统——系统与环境之间既无物质的质量传递亦无能量 的传递。因此隔离系统中物质的质量是守恒的, 能量也是守恒的。
2.系统的宏观性质
热力学系统是大量分子、原子、离子等微观粒子组成的宏观集合
过程——在一定环境条件下, 系统由始态变化到终态的经过。 途径——系统由始态变化到终态所经历的过程的总和。
物理化学 第一章 学习小结
绪论 1 学时基本要求：1、了解物理化学学科、阐明物理化学课程的基本内容和任务。
2、掌握物理化学的学习方法。
P V T 关系 3 学时气体的第一章基本要求：1、掌握理想气体性质、状态方程及基本定律。
2、了解实际气体的性质及范德华方程。
3、掌握临界状态概念、对应状态原理。
4、了解pVT 关系的普遍化计算方法。
重点：理想气体定义、分压力、分体积的概念；理想气体状态方程、范德华方程的应用，对应状态原理及其应用。
难点：分压力、分体积的概念，使用范德华方程及用压缩因子图对真实气体进行有关计算。
第一章气体的pVT关系主要公式及使用条件1.理想气体状态方程式nRTRT?(m/M)pV?pV?p(V/n)?RT 或m3V?V/n称为气体的摩尔体。
mol PaTp式中，V，及n单位分别为，m，K及m3 -1-1 -1，称为摩尔气体常数。
mol·K=8.314510 J ·m积，其单位为·mol。
R此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。
气体混合物2.（1）组成? ) = y (或x 摩尔分数nn/BB ABA???yV/??体积分数Vy Bm,BBAm,AA?V?表示在一定T，p式中下纯气体为混合气体总的物质的量。
A的摩n Am,AA??为在一定T，p尔体积。
下混合之前各纯组分体积的总和。
Vy A,mAA（2）摩尔质量???n/M?m/nM??yM BmixBBB BBB??为混合气体总的物质的量。
上为混合气体的总质量，式中nm?nm?BBBB述各式适用于任意的气体混合物。
?y?n/n?p/p?V/V（3）BBBB式中p为气体B，在混合的T，V条件下，单独存在时所产生的压力，称为B B?V下，单独存在时所占的体积。
，p的分压力。
为B气体在混合气体的T B道尔顿定律3.?，p= yp pp?BB BB上式适用于任意气体。
对于理想气体p?nRT/V BB4.阿马加分体积定律?V?nRT/V BB此式只适用于理想气体。
物理化学知识点总结
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 。
焦耳实验：ΔU =f (T ) ; ΔH =f (T ) 三、基本关系式1、体积功的计算 δW = －p e d V恒外压过程：W = －p e ΔV可逆过程：1221ln ln p p nRT V V nRT W ==2、热效应、焓等容热：Q V =ΔU （封闭系统不作其他功） 等压热：Q p =ΔH （封闭系统不作其他功） 焓的定义：H =U +pV ; d H =d U +d(pV )焓与温度的关系：ΔH =⎰21d p T T T C3、等压热容与等容热容热容定义：V V )(T U C ∂∂=；p p )(T H C ∂∂=定压热容与定容热容的关系：nR C C =-V p 热容与温度的关系：C p =a +bT +c’T 2 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 e d V 等容过程：W =0 ; Q =ΔU =⎰T C d V ; ΔH =⎰T C d p 等压过程：W =－p e ΔV ; Q =ΔH =⎰T C d p ; ΔU =⎰T C d V 可逆绝热过程：Q =0 ; 利用p 1V 1γ=p 2V 2γ求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p不可逆绝热过程：Q =0 ; 利用C V (T 2-T 1)=－p e (V 2-V 1)求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p2、相变化可逆相变化：ΔH =Q =n Δ＿H ；Ｗ＝－p (V 2-V 1)=－pV g =－nRT ; ΔU =Q +W3、热化学物质的标准态；热化学方程式；盖斯定律；标准摩尔生成焓。
摩尔反应热的求算：)298,()298(B H H m f B m r θθν∆=∆∑反应热与温度的关系—基尔霍夫定律：)(])([,p B C T H m p BB m r ∑=∂∆∂ν。
物理化学各章节总结
物理化学每章总结第1章 热力学第一定律及应用1．系统、环境及性质热力学中把研究的对象（物质和空间）称为系统，与系统密切相关的其余物质和空间称为环境。
根据系统与环境之间是否有能量交换和物质交换系统分为三类：孤立系统、封闭系统和敞开系统。
性质⎩⎨⎧容量性质强度性质2．热力学平衡态系统的各种宏观性质不随时间而变化，则称该系统处于热力学平衡态。
必须同时包括四个平衡：力平衡、热平衡、相平衡、化学平衡。
3．热与功 (1) 热与功的定义热的定义：由于系统与环境间温度差的存在而引起的能量传递形式。
以Q 表示，0>Q 表示环境向系统传热。
功的定义：由于系统与环境之间压力差的存在或其它机、电的存在引起的能量传递形式。
以W 表示。
0>W 表示环境对系统做功。
(2) 体积功与非体积功功有多种形式，通常涉及到是体积功，是系统体积变化时的功，其定义为：V p W d δe -=式中e p 表示环境的压力。
对于等外压过程 )(12e V V p W --= 对于可逆过程，因e p p =，p 为系统的压力，则有V p W V V d 21⎰-=体积功以外的其它功，如电功、表面功等叫非体积功，以W ′表示。
4．热力学能热力学能以符号U 表示，是系统的状态函数。
若系统由状态1变化到状态2，则过程的热力学增量为 12U U U -=∆对于一定量的系统，热力学能是任意两个独立变量的状态函数，即 ),(V T f U = 则其全微分为V V U T T U U TVd d d ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=对一定量的理想气体，则有0=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂TV U 或 U =f （T ） 即一定量纯态理想气体的热力学能只是温度的单值函数。
5．热力学第一定律及数学表达式 (1) 热力学第一定律的经典描述① 能量可以从一种形式转变为另一种形式，但在转化和传递过程中数量不变。
② “不供给能量而可连续不断做功的机器称为第一类永动机，第一类永动机是不可能存在的。
物理化学第一章总结
第一章总结一热力学基本概念①系统分类：敞开、封闭、孤立②平衡态：各部分宏观性质不变，无宏观流③性质分类：广度，强度④状态函数及特点：1）2）3）⑤过程分类：恒温、恒容、绝热、恒压⑥可逆过程：无损耗、过程无限缓慢、做功最大或最小⑦理想气体物态方程：PV=nRT二热力学定律1）热力学第零定律：分别于第三物体达到平衡的两物体，他们彼此也一定互呈热平衡（确定温度）2)热力学第一定理：dU=δQ+δW焓的定义：dH=dU+d(PV)3）热力学第二定律：ds≥δQ/T=>“>”不可逆过程，T表环境温度“=”可逆过程，环境温度等于体系温度“<”熵变小于热温商过程不可能发生自发过程特征：一定方向和限度；不可逆；存在方向限度的决定因素。
又卡诺定理推出热力学第二定理：η=（Q1+ Q2)/Q1=(T1- T2)/T1=>（T2-T1）/T2>1+Q1/Q2 (卡诺定理）=>Q1/T1+Q2/T2<0=>dS≥δQ/T4）热力学第三定理：0K时任何完美晶体熵等于0理想气体各可逆过程重要变量计算过程 W Q △U △H △S自由膨胀 0 0 0 0 nRIn(V2/V1) 恒容 0 n Cv.m dT n Cv.m dT n m .p C dT n Cv.m In(V2/V1) 恒温 nRTIn(V2/V1) nRTIn(V2/V1) 0 0 nRTIn(V2/V1) 绝热 n Cv.m dT=(P2V2-P1V1)/(r-1) 0 n Cv.m dT n m p .C dT 0恒压 -pdT n m .p C dT n Cv.m dT n m .p C dT n m .p C In(V2/V1)。
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RT c a p = − 2 Vm − b Vm
3. 维里方程
B C D pVm = RT 1 + + 2 + 3 + L V V V m m m ′p + C′p 2 + D′p 3 + L 或 pVm = RT 1 + B
(
)
10
压缩因子的定义式为： 压缩因子的定义式为：
1.理想气体状态方程 1.理想气体状态方程
pV = nRT 或pVm = RT 试用条件：理想气体，理 试用条件：理想气体， 想气体混合物 ，低压实际 气体
R 摩尔气体常数， 8.314510 J ⋅ mol-1 ⋅ K-1 摩尔气体常数，
1
2 理想气体模型及定义
（1）分子间力(实际气体） 分子间力(实际气体）
pB VB nB = = = y p V n
B
7
2、液体的饱和蒸气压
一定温度下密闭容器中某纯液体处于气液平衡 一定温度下密闭容器中某纯液体处于气液平衡 共存时液面上方的蒸气压力， 共存时液面上方的蒸气压力，以p*表示 p* 气
p*=f (T) p*↑ ↑ T ↑，
沸点： 沸点：当液体的饱和蒸气压 与外界压力相等时的温度 相对湿度： 相对湿度：
pV m pV Z = = nRT RT
Z的单位为 的单位为1 的单位为
物理意义: 物理意义:
Z 的大小反映了真实气体对理想气体的偏差程度
Vm (真实） 真实） Z= Vm 理想） （T,P相同时） （理想） 相同时） 相同时
理想气体 真实气体
Z ＝1 Z < 1 ： 比理想气体易压缩 Z > 1 ： 比理想气体难压缩
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2. 对应状态原理
临界压缩因子
对比参数
p pr = pc Vm , Vr = V m ,c , T Tr = Tc
Zc =
pcVm ,c RTc
对比参数反映了气体所处状态偏离临界点的倍数
12
3. 普适化压缩因子图
1）pVT关系的普遍化计算 ）
pVm pcVm ,c prVr prVr Z= = ⋅ = Zc RT RTc Tr Tr
Tc T2 g T1
∂p ∂V m
= 0 Tc
,
∂ 2p ∂V 2 m
= 0 Tc
9
范德华方程: 范德华方程
a p + 2 (V m − b ) = RT Vm
关系以范德华方程表示： 将 Tc 温度时的 p-Vm关系以范德华方程表示：
p 1V n 1T
1 1
状态变化时 p 2V 2 = = L n 2T 2
=
R
4
理想气体的混合物： 理想气体的混合物：
摩尔分数： 摩尔分数： yB=nb/∑nA pV = nRT = (∑ nB)RT ∑ 及 pV = （m/Mmix)RT
式中： 式中：m 混合物总质量 Mmix 混合物的平均摩尔质量 混合物的平均 平均摩尔质量
M mix = ∑ y B M B
5
3. 道尔顿定律
1) 分压力定义式 pB （2）道尔顿定律 ） 混合气体在相同温度和体积下： 混合气体在相同温度和体积下： p = ∑ pB 适用条件: 适用条件 低压下实际气体混合物 理想气体混合物
def
yB p
6
1) 阿马加分体积定律 V=∑ VB* ∑
二定律综合： 二定律综合：
14
相同时， 大致相同 大致相同， 当pr , Vr , Tr 相同时，Z大致相同， Z = f (Tr , pr ) 适用于所有真实气体 适用于所有真实气体 ,
13
1.p →0（ →0） 1.pr→0（p →0）,Z →1 ↗,Z从小于 经一最低点变为大于1 从小于1 2.pr↗,Z从小于1经一最低点变为大于1， 反映气体低压时易压缩， 反映气体低压时易压缩，高压时难压缩
E总
A B = E 吸引＋ E 排斥＝－ 6 + 12 r r E
0
r0
r
2
兰纳德-琼斯势能曲线 兰纳德 琼斯势能曲线
（2）理想气体模型
理想气体的微观模型 理想气体的微观模型 （1）分子本身不占体积 （2）分子间无相互作用力
3
理想气体状态方程的各种变化形式！ 理想气体状态方程的各种变化形式！
状态不变时 pV=nRT pVm=RT p=cRT p＝(ρ /M)RT ＝ n＝m/M ＝ Vm＝V/n c＝n/V ＝ ρ＝m/V ＝
液
空气中 p H 2 O p
∗
× 100 %
8
l’ l’1 2
C点对应的临界参数：临界温度Tc 点对应的临界参数： 临界压力pc 临界体积Vc 临界压力p 临界体积V TC：使气体能够液化所允许的最高
C T4 T3
2 1
温度.Tc越低，液体越难液化。 温度.Tc越低，液体越难液化。 越低
l2 l1 l