冶金物理化学简明教程精品课程课件全册课件汇总
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一种容量性质 另一种容量性质
强度性质
如： r＝m/V 【精品PPT】物理化学简明教程-课
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(3) 单相体系和多相体系 （P142） 相的定义：物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称
为相。
相和相之间有明显的界面分开。
按组成相的多少，可分为单相体系和多相体系。
如：食盐溶液 NaCl (单相体系)
饱和食盐溶液＋NaCl固体 (多相体系)
注意：过程包括始、终态，途径仅指所经历的具体步骤， 不包括始、终态。
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1.2 热力学第一定律
焦耳的4个实验
绝热封闭 系统
搅拌水作功
开动电机作功
使1磅水的温 度升高1F， 需要作功772 英尺.磅，相 当于1 卡 = 4.157 焦耳
摩檫铁片作【精功品PPT】物理化学压简明缩教气程体-课作功
系统类型
系统和环境之间的 系统和环境之间
物质交换
的能量交换
敞开系统(open system)
有
密闭系统 (封闭系统，
无
closed system)
隔系绝统系，统isol(a隔te离d s系ys统tem，) 孤【立精品PPT】物理化学无简明教程-课 件
有 有 无
2
注意以下几点 1. 系统与环境之间的关系主要是物质和能量交换； 2. 系统的边界可以是多种多样： 可以是实际的，也可以
(3) 系统的状态改变后，状态函数一定都要改变。 F
(4) 系统的状态固定后，状态函数都固定。 T
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1.3 体积功与可逆过程
﹛体积功（膨胀功），We
冶金物理化学[1]
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冶金物理化学[1]
绪论
1.1 冶金物理化学课程的地位与作用 1.2 冶金工艺与冶金物理化学 1.3 冶金物理化学的研究范围
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冶金物理化学[1]
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图1 冶金工艺与冶金物理化学
冶金物理化学[1]
冶金物理化学的研究范围
一、冶金热力学
冶金热力学： 利用化学热力学原理，研究冶金过程中反应的可能 性（反应方向，G）；确定冶金反应过程最大产率 （反应的限度， G）；找出控制反应过程的基本 参数（T，P，Ci)。
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冶金物理化学[1]
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2020/11/10
冶金物理化学[1]
5. David R. Gaskell Introduction to the Thermodynamics of Meterials (Third Edition)
6. 黄希钴编，钢铁冶金原理，冶金工业出版社，2006
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冶金物理化学[1]
课程内容
绪论 1 冶金热力学基础 2 溶液 3 冶金热力学应用 4 冶金过程动力学基础 5 冶金反应动力学模型
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冶金物理化学[1]
冶金热力学的局限性：
所确定的冶金过程的条件是必要的，但不是 充分的。
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冶金物理化学[1]
冶金物理化学的研究范围
二、冶金动力学
冶金动力学：
利用化学动力学原理，研究冶金过程的机理；确定 各基元过程的速率；找出反应过程的限制环节。
冶金动力学的作用：提供了冶金反应过程研究内容 的完备性，是反应的充分条件。
物理化学简明教程(印永嘉)-绪论ppt课件
逻辑推理的前提就是基本原理、基本概念和基本假设。
例如热力学中热力学能和熵作为一状态函数存在是由热力 学第一定律和第二定律这种基本原理推理而得的，然后导 出第一定律和第二定律的数学表达式，由此出发而得到一 系列很有用处的结论。这种方法在物理化学中比比皆是， 而且在推理过程中很讲究思维的严密性，所得到的结论都 有一定的适用条件，这些适用条件是在推理的过程中自然 形成的。这种逻辑思维方法如果能在学习物理化学过程中 仔细领会并学到手，养成一种习惯，则将受用无穷。
事实证明，理论和实验的关系已越来越密切，任何缺 乏理论观点指导的实验研究必然是盲目的研究，而更多的 是许多新的实验现象期待着新的理论来解释，因此，那种 认为物理化学是理论性学科，因而轻视实验研究的任何倾 向都是非常有害的。
绪论
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§0.3 学习物理化学的方法
如何学好物理化学这门课程，除了一般学习中行之有 效的方法如要进行预习，抓住重点和善于及时总结……等 以外，针对物理化学课程的特点，提出以下几点供参考。
绪论
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物理化学所担负的主要任务：
①化学热力学——化学变化的方向和限度，以及伴 随发生的能量转换关系；
例如合成氨，常温常压下能否进行？产率？
②化学动力学——化学反应的速率和机理； 上例理论上可行。关键是寻找合适的催化剂和反应 途径（模拟生物固氮）。
③结构化学——物质的性质与其微观结构的关系 例如研究与氮分子有关的配合物的结构，以及它们 在不同条件下的变化，就有利于常温常压下寻找固氮的 途径。
一般说来物理化学习题大致有以下几方面的内容， 一是巩固所学的内容和方法的；二是有些正文中所没有 介绍，但运用所学的内容可以推理出来而进一步得到某 些结论的；三是从前人的研究论文和生产实际中抽提出 来的一些问题，如何用所学的知识去解决它。
物理化学简明教程第四版课件07-4-PPT文档资料
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看书P118例题2.3
例题
有人认为经常到游泳池游泳的人中，吸烟者更容易受 到有毒化合物碳酰氯的毒害，因为游泳池水面上的氯 气与吸烟者肺部的一氧化碳结合将生成碳酰氯。现假 设某游泳池水中氯气的溶解度为10-6（摩尔分数），吸 烟者肺部的一氧化碳分压为0.1Pa，问吸烟者肺部碳 酰氯的分压能否达到危险限度0.01Pa。已知氯气的亨 利常数为105Pa ，一氧化碳和碳酰氯的标准摩尔生成 自由能分别为 1 3 7 .1 7 k J m o l - 1 和 2 1 0 .5 0 k J m o l 1
化学平衡是动态平衡。
§4.1 化学反应的方向和限度
2. 反应系统的吉布斯自由能
以理想气体反应为例
A
B
A
t=0 1mol
0
1
G *nA G m *,AnB G m *,B
(1)* AB *
* A(B ** A) 0
B
1
2. 反应系统的吉布斯自由能
Gmix nRT xi ln xi
A
i
R n A l T x n A n B lx n B
△rGm其值决定于T、P及各物质的活度a，是决 定反应方向的物理量。
rGm BB
rG m(T)RlTnK
△rGmθ（T） 其仅与T有关，是决定反应限度 的物理量。
特别注意：在讨论化学平衡时，△rGmθ（T）与平衡 常数相联系，而△rGm则和化学反应 的方向相联系。
§4.2 反应的基本吉布斯自由能变化
令PG P g PH P h K PA P a PB P b
称标准平衡常数，只是温度的函数，无量纲
令 gG h H a A b B rG m
冶金物理化学简明教程PPT精品课程课件全册课件汇总
冶金物理化学简明教程PPT精品课程课件全册课件汇总冶金物理化学是一门研究金属材料物理、化学性质及其变化规律的学科。
本课程将以PPT精品课程课件的形式呈现，全面介绍冶金物理化学的基本原理、应用实例和研究进展，以帮助学生深入了解并掌握该领域的知识。
以下为全册课件汇总的内容概述：第一部分：冶金物理化学概述第一章：冶金物理化学基础介绍冶金物理化学的定义、发展历程、研究范围、学科体系及其与其他学科之间的关系。
第二章：物质结构与性质介绍物质的结构与性质关系，讨论晶体结构、缺陷、位错、晶格畸变、相变等主要内容。
第三章：金属的物理性质介绍金属的电学、热学、光学、磁学和声学性质及其在金属加工中的应用。
第四章：金属的化学性质介绍金属的化学反应及其影响因素，讨论氧化还原反应、腐蚀、金属间化合物等主要内容。
第二部分：金属材料的物理性能第五章：金属材料的力学性质介绍金属材料的力学性能，如强度、硬度、塑性等，及其测定方法和影响因素。
第六章：金属材料的热学性质介绍金属材料的热学性能，如热导率、热膨胀系数、比热容等，及其测定方法和影响因素。
第七章：金属材料的电学性质介绍金属材料的电学性能，如电导率、电阻率、电容等，及其测定方法和影响因素。
第八章：金属材料的磁学性质介绍金属材料的磁学性能，如磁导率、磁阻等，及其测定方法和影响因素。
第三部分：金属材料的化学性能第九章：腐蚀与防腐介绍金属材料的腐蚀行为、腐蚀机理及其防腐方法，如阴极保护、涂层等。
第十章：金属的溶解行为介绍金属的溶解行为及其与物理化学性质的关系，如溶解度、离子活度等。
第十一章：金属的化学反应介绍金属与其他物质发生化学反应的机理和应用，如氧化反应、还原反应、金属间化合物等。
第四部分：金属材料的工艺性能第十二章：金属材料加工工艺介绍金属材料的加工工艺及其与物理化学性质的关系，如锻造、轧制、拉伸等。
第十三章：金属材料的焊接工艺介绍金属材料的焊接技术及其与物理化学性质的关系，如电弧焊、气体保护焊等。
冶金物理化学PPT课件
冶金物 理 化 学基础（冶金与材料类）
物理化学的研究内容
本课程只研究化学热力学和化学动力学。
化学热力学和化学动力学的关系：前者 研究反应的可能性，既反应能不能进行。 后者研究反应的现实性。既反应速度适 不适应生产需要。
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冶金与材料工程学院 66
冶金物 理 化 学基础（冶金与材料类）
二、物理化学在冶金工程专业中的地位
物理化学是冶金工程专业的基础理论课，我们 可以利用物理化学的基本知识来研究炼铁炼钢 及有色冶金过程中发生的方向，确定元素氧化 还原的顺序等。例如：炼铁中氧化物的还原， 炼钢中各种杂质和合金元素的氧化，有色冶金 中的电解，热处理炉通入保护气体以及浮选过 程中各种药剂所起的作用等，无不以物理化学 的原理为基础。
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冶金物 理 化 学基础（冶金与材料类）
一、有关物理化学
物理化学：应用物理学的原理和方法，研 究化学变化普遍规律的科学。
最早使用“物理化学”术语的是十八世纪中叶俄 国科学家罗蒙诺索夫，到1887年德国科学家奥斯 特瓦尔德w.ostwald和荷兰科学家范特霍夫 （J.H.Van’t HoH）合办《物理化学杂志》创刊， 此后物理化学这个名称就逐渐采用起来。
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冶金物 理 化 学基础（冶金与材料类）
物理化学的研究内容
化学热力学：研究反应进行的方向和 能够达到的限度
化学动力学：研究反应进行的速率和 机理
结构化学 ：研究物质的结构和性能之 间的关系
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物理化学简明教程第四版课件
B
§9.2 反应速率和速率方程
1. 反应速率的表示法 反应速率：化学反应进行的快慢 dnB J B dt
§9.2 反应速率和速率方程
1. 反应速率的表示法 对于体积一定的密闭体系，常用单位体积的反应 速率r表示 J 1 1 dn 1 dC 1 d B
5.基元反应具有简单的级数。
6.不同反应若具有相同级数形式，一定具有相同的 反应机理。
7.某化学反应式为A+B=C，则该反应为双分子反应。
§9.3 简单级数反应的动力学规律
r kA B
凡是反应速率只与反应物浓度有关，而且反应
级数，无论α、β、…或n都只是零或正整数的反应， 通称为“简单级数反应”。 简单反应都是简单级数反应，但简单级数反应 不一定就是简单反应。具有相同级数的简单级数反 应的速率遵循某些简单规律，本节将分析这类反应 速率公式的微分形式、积分形式及其特征。
热力学与动力学的关系
动力学和热力学的关系是相辅相成的。 经热力学研究认为是可能的，但实际进行时反 应速率太小，则可以通过动力学研究，降低其反应
阻力，缩短达到平衡的时间。
经热力学研究认为是不可能进行的反应，则没 有必要再去研究如何提高反应速率的问题了。过程 的可能性与条件有关，有时改变条件可使原条件下 热力学上不可能的过程成为可能。
2. 化学动力学发展简史 •19世纪后半叶，宏观反应动力学阶段。主要成就是 质量作用定律和Arrhenius公式的确立，提出了活化能 的概念。 •20世纪前叶，宏观反应动力学向微观反应动力学过 渡阶段。 •20世纪50年代，微观反应动力学阶段。对反应速率 从理论上进行了探讨，提出了碰撞理论和过渡态理论， 建立了势能面。发现了链反应，从总包反应向基元反 应过渡。由于分子束和激光技术的发展，开创了分子 反应动态学。 1960年，交叉分子束反应，李远哲等人1986年获诺 贝尔化学奖。
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魏寿昆（1907~)，天津人，中国科学院院士。德国德累斯顿工 科大学工学博士 ,《冶金过程热力学》、《活度在冶金中的应 用》。 在冶金热力学理论及其应用中获得多项重大成果。运用活度理 论为红土矿脱铬、金川矿提镍、等多反应中金属的提取和分离 工艺奠定了理论基础。
2. 冶金物理化学的发展
2.1 国内
2.1 国外
1920~1932年，黑色冶金中引入物理化学理论； 1920 年， P.Oberhoffer（奥伯霍夫）首次发表钢液中 Mn-O平衡问题的论文； 1925 年， Farady Society （法拉第学会）在英国伦敦 召开炼钢物理化学学术年会。
2. 冶金物理化学的发展
1926 年， C.H.Herty（赫蒂）在美国发表《平炉炼钢 过程中C、S、Mn等元素变化规律》论文，且专门领 导建立一个研究平炉冶炼过程问题的小组。
1. 本课程作用及主要内容
火法冶金特点：一高三多
1. 本课程作用及主要内容
1.2 作用
将物理化学的基本原理及实验方法应用到冶金过程中， 阐明冶金过程的物理化学规律，为控制和强化冶金过 程提供理论依据。
为去除某些元素保留某些元素而选择合适的冶炼条件 （温度、气氛）。例如炼钢过程。此类问题将由本课 程解决。
1.4.2 冶金动力学
与物理化学的差异： 物化：只是单相中微观的化学反应，也称微观动 力学； 冶金动力学：对多相，还伴有传热、传质现象， 为宏观动力学； 一般说来，由于高温，所以化学反应速度快，多 为扩散为限制行环节； 现状：数据不全，误差大，模型的适用性差。2. 冶金物理化学的发展
主要为第二定律 工具：等温方程式 正向 逆向 平衡 测定 计算（查表）CP→K（0） CP→＝A＋BT 估计值 统计热力学
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件汇总
冶金物理化学是一门研究金属材料的结构、性能、加工及应用的学科，它涉及材料科学、物理化学、冶金工程等多个领域。
本教程旨在为物理化学及相关专业的学生和从事冶金工程的工程师提供必要的知识和技能，使其能够在金属材料的制备、加工和应用等方面发挥重要作用。
本教程共分为以下几个章节：
第一章金属结构与性质
此章将介绍晶体结构、晶格缺陷、晶体生长和金属结构的各种性质，包括晶体结构的分类、晶格缺陷的种类、形成原因及其对金属性质的影响等。
第二章金属的热力学和热力学过程
此章将介绍金属及其合金的相变规律，各种相变的热力学分析方法，相图的绘制和应用，金属加工过程中的相变和相变控制等。
第三章金属的电化学行为和腐蚀
此章将介绍电化学基础知识、技术和应用，金属腐蚀的分类、机理及其防腐保护措施等。
第四章金属的物理性质和材料化学
此章将介绍金属的磁性、光学和其他物理性质，以及材料化学中的分析方法和应用等。
第五章金属加工和热处理
此章将介绍金属加工的各种方法，包括变形、淬火、回
火等热处理方法，以及在加工过程中控制材料组织和性质的方法。
第六章金属的膜和表面处理
此章将介绍金属表面处理的各种方法，包括化学处理、电化学处理、物理处理等，以及膜的制备和性能控制等。
第七章金属的特殊性质和应用
此章将介绍金属的特殊性质和应用，包括超导、形状记忆合金、微电子等高科技领域的应用等。
以上为本教程的主要内容概要，通过本教程的学习，将能够掌握金属材料结构、性质和加工等方面的基础知识，从而在金属材料制备、加工和应用等方面发挥重要作用。
本教程具有循序渐进、理论和实践相结合的特点，适合各类物理化学及相关专业学生和冶金工程师使用。