热力学第一定律1
热力学第一定律
热力学第一定律功：δW ＝δW e ＋δW f（1）膨胀功 δW e ＝p 外dV 膨胀功为正，压缩功为负。
（2）非膨胀功δW f ＝xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW （机械功）＝fdL ，δW （电功）＝EdQ ，δW （表面功）＝rdA 。
热 Q ：体系吸热为正，放热为负。
热力学第一定律： △U ＝Q —W 焓 H ＝U ＋pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容 C ＝δQ/dT（1）等压热容：C p ＝δQ p /dT ＝ （∂H/∂T ）p （2）等容热容：C v ＝δQ v /dT ＝ （∂U/∂T ）v 常温下单原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＝3R/2常温下双原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＋C v ，m r ＝5R/2 等压热容与等容热容之差：（1）任意体系 C p —C v ＝[p ＋（∂U/∂V ）T ]（∂V/∂T ）p （2）理想气体 C p —C v ＝nR 理想气体绝热可逆过程方程：pV γ＝常数 TV γ-1＝常数 p 1-γT γ＝常数 γ＝C p / C v 理想气体绝热功：W ＝C v （T 1—T 2）＝11－γ（p 1V 1—p 2V 2） 理想气体多方可逆过程：W ＝1nR－δ（T 1—T 2） 热机效率：η＝212T T T － 冷冻系数：β＝－Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数：β＝121T T T －焦汤系数： μJ －T ＝H p T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＝－()pT C p H ∂∂ 实际气体的ΔH 和ΔU ：ΔU ＝dT T U V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＋dV V U T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ΔH ＝dT T H P ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＋dp p H T⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系：Q p ＝Q V ＋ΔnRT 当反应进度 ξ＝1mol 时， Δr H m ＝Δr U m ＋∑BB γRT化学反应热效应与温度的关系：()()()dT B C T H T H 21T T m p B1m r 2m r ⎰∑∆∆，＋＝γ热力学第二定律Clausius 不等式：0TQS BAB A ≥∆∑→δ—熵函数的定义：dS ＝δQ R /T Boltzman 熵定理：S ＝kln Ω Helmbolz 自由能定义：F ＝U —TS Gibbs 自由能定义：G ＝H －TS 热力学基本公式：（1）组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程：dU ＝TdS －pdV dH ＝TdS ＋Vdp dF ＝－SdT －pdV dG ＝－SdT ＋Vdp （2）Maxwell 关系：T V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＝V T p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tp S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＝－p T V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ （3）热容与T 、S 、p 、V 的关系：C V ＝T VT S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ C p ＝T p T S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Gibbs 自由能与温度的关系：Gibbs －Helmholtz 公式 ()pT /G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂T ＝－2T H ∆ 单组分体系的两相平衡： （1）Clapeyron 方程式：dT dp＝mX m X V T H ∆∆ 式中x 代表vap ，fus ，sub 。
热力学第一定律和第二定律
热力学第一定律和第二定律热力学第一定律1. 内容：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么外界对物体做的功W，与物体从外界吸收的热量Q之和,等于物体的内能的增加量2. 数学表达式：W+Q=ΔU(1)Q取决于温度变化：温度升高，Q>0;温度降低，Q<0.(2)W取决于体积变化：V增大时，气体对外做功，W<0;V减小时，外界对气体做功，W>0.(3)特例：如果气体向真空扩散，那么W=0.(4)绝热过程Q=0，关键词是“绝热材料”或“变化迅速”。
3. 热力学第1定律的理解(1)做功改变物体的内能：外界对物体做功，物体内能增加;物体对外做功，物体内能减少。
在绝热过程，物体做多少功，改变多少内能。
(2)热传递改变物体的内能：外界向物体传递热量，即物体吸热，物体的内能增加;物体向外界传递热量，即物体放热，物体的内能减少。
传递多少热量，内能就改变多少。
(3)做功和热传递的实质，做功改变内能是能量的变化，用功的数值来度量;热传递改变内能是能量的转移，用热量来度量。
热力学第二定律1.热传导的方向性：热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。
2.补充说明：(1)“自发地”过程就是不受外界干扰的条件下进行的自然过程;(2)热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，却不能自发的从低温物体传向高温物体;(2)热力学第二定律的能量守恒表达式：ds≥δQ/T(3)热量可以从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成。
3.热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传向高温物体。
(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功，而不引起其他变化。
热力学第一定律
= PdV
A=
∫
V2
V1
pdV
7
A =
∫ dA = ∫
V2
V1
pdV
dV > 0, dA > 0, 系统对外作正功；
dV < 0,dA < 0, 系统对外作负功；
dV = 0,dA = 0, 系统不作功。
A = ∫ pdV
V1
V2
由积分意义可知，功的大小等于p—V 图上过程 曲线p(V)下的面积。功的数值不仅与初态和末 态有关，而且还依赖于所经历的中间状态，功 8 与过程的路径有关.
QT 热源 Q V
等容过程
热源 QP
等压过程
T 恒温大 V
6
三、功 热量 内能 dx 1功 如图示的热力学系统： P S 若过程为无摩擦的准静 态过程 活塞迎着气体一侧的面积为S气体膨胀推动活塞对 外作功：
dA =
当系统体积从 V1→ V2，系统对外界作功：
F Fdx = S Sdx
在等温过程中，理想气体吸热全部用于对外作 功，或外界对气体作功全转换为气体放出的热。 22
四、绝热过程
系统在状态变化过程中始终与外界没有热交换。
绝热膨胀过程中，系统对外作的功，是靠内能减少实 现的，故温度降低；绝热压缩过程中，外界对气体作 功全部用于增加气体内能，故温度上升。 绝热过程方程: 气体绝热自由膨胀 Q=0， A=0，△E=0
14
Q=∫
V2
V1
i pdV + νR(T2 − T1 ) 2
Q = ( E 2 − E 1) + A = ∆ E + A
热力学第一定律，是包含热量在内的能量守恒定律。
Q>0 Q<0
什么是热力学第一定律
什么是热力学第一定律？热力学第一定律是热力学的基本原理之一，也被称为能量守恒定律。
它描述了能量在物质系统中的转化和守恒。
热力学第一定律可以通过以下几个方面来解释：1. 能量守恒：热力学第一定律表明，在一个封闭的系统中，能量不能被创建或破坏，只能从一种形式转化为另一种形式。
系统的总能量保持不变。
2. 内能：内能是物质系统中分子和原子的热运动能量的总和。
热力学第一定律描述了内能的转化和守恒。
当一个物质系统发生能量转移时，其内能会发生相应的变化。
3. 热量和功：热力学第一定律将能量转移分为两种方式：热量和功。
热量是由于温度差异而传递的能量，而功是通过外界对系统施加的力来进行的能量转移。
4. 系统的能量平衡方程：热力学第一定律可以用一个能量平衡方程来表示。
根据这个方程，系统的内能变化等于系统所接收的热量减去系统所做的功。
热力学第一定律的应用：热力学第一定律在许多领域有广泛的应用，包括工程、化学、天文学等。
以下是一些应用示例：1. 热效率：热力学第一定律可用于计算热机的热效率。
热机是将热能转化为机械能的设备，如汽车发动机和蒸汽轮机。
根据第一定律，热机的热效率定义为所产生的功与所吸收的热量之比。
2. 化学反应：热力学第一定律可以用于研究化学反应的能量变化。
化学反应中的能量变化可以通过测量反应的热效应来获得，例如焓变。
3. 热力学循环：热力学第一定律对于分析和设计热力学循环非常重要。
热力学循环是一种将热能转化为功的过程，如蒸汽动力循环和制冷循环。
根据第一定律，循环过程中的能量转移必须满足能量守恒。
4. 天体物理学：热力学第一定律在天体物理学中也有重要的应用。
它可以用于研究星体的能量转移和恒星的能量产生。
通过分析恒星的内部能量转化过程，我们可以了解恒星的演化和能量平衡。
总结起来，热力学第一定律是能量守恒的基本原理。
它描述了能量在物质系统中的转化和守恒。
热力学第一定律在能量转移、热效率、化学反应、热力学循环和天体物理学等领域具有重要的应用价值。
热力学第一定律
热力学第一定律科技名词定义中文名称：热力学第一定律英文名称：first law of thermodynamics其他名称：能量守恒和转换定律定义：热力系内物质的能量可以传递，其形式可以转换，在转换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变。
概述热力学第一定律热力学第一定律：△U=Q+W。
系统在过程中能量的变化关系英文翻译：the first law of thermodynamics简单解释在热力学中，系统发生变化时，设与环境之间交换的热为Q（吸热为正，放热为负），与环境交换的功为W（对外做功为负，外界对物体做功为正），可得热力学能（亦称内能）的变化为ΔU = Q+ W或ΔU=Q-W物理中普遍使用第一种，而化学中通常是说系统对外做功，故会用后一种。
定义自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过程中能量的总和不变。
英文翻译：The first explicit statement of the first law of thermodynamics, byRudolf Clausiusin 1850, referred to cyclic thermodynamic processes "In all cases in which work is produced by the agency of heat, a quantity of heat is consumed which is proportional to the work done; and conversely, by the expenditure of an equal quantity of work an equal quantity of heat is produced."基本内容能量是永恒的，不会被制造出来，也不会被消灭。
热力学第一定律
W>0 对系统作功
闭口系统的热力学第一定律表达式
一般式 Q = ∆U + W dQ = dU + dW q = ∆u + w dq = du + dw 适用条件： ） 适用条件： 1）任何工质 2) 任何过程 Q
微分形式 单位质量工质
W
闭口系统的热力学第一定律表达式
对于可逆过程 对于可逆过程
δw = pdv
实质：能量转换和守恒定律在热力学系统中的应用。 实质：能量转换和守恒定律在热力学系统中的应用。 可表述为： 可表述为：在孤立系统内能量的总量保持不变
能量守恒与转换定律：能量不可能被创造， 能量守恒与转换定律 能量不可能被创造，也不可能被消 能量不可能被创造 只能相互转换，且在孤立系统中总量保持不变。 灭，只能相互转换，且在孤立系统中总量保持不变。
• 18世纪初，工业革命，热效率只有 。 世纪初， 世纪初 工业革命，热效率只有1%。 • 1842年，J.R.Mayer阐述热力学第一定律， 年 阐述热力学第一定律， 阐述热力学第一定律 但没有引起重视。 但没有引起重视。 • 1840-1849年，Joule用多种实验的一致性证 1840-1849年 Joule用多种实验的一致性证 明热力学第一定律， 明热力学第一定律，于1850年发表并得到公 年发表并得到公 认。
• 第一 什么是热力学第一定律？ 什么是热力学第一定律？ 热力系内物质的能量可以传递，其形式可以转换，在转 热力系内物质的能量可以传递，其形式可以转换， 换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变。 换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变。 • 第二 为什么要学习热力学第一定律？ 为什么要学习热力学第一定律？ 物质和能量既不能被消灭也不能被创造。 物质和能量既不能被消灭也不能被创造。 • 第三 热力学第一定律的应用？ 热力学第一定律的应用？ 第一类永动机是不可能造成的
热力学第一定律
热力学第一定律热力学第一定律是热力学的基本原理之一，也被称为能量守恒定律。
它描述了能量的转化和守恒，对于揭示物质的能量变化和热力学性质具有重要的意义。
本文将深入探讨热力学第一定律的概念、原理和应用。
热力学第一定律的概念热力学第一定律是由英国物理学家焦耳在19世纪提出的。
它可以简洁地表述为能量守恒定律，即能量既不能被创造也不能被摧毁，只能在不同形式之间转化。
这意味着一个封闭系统中的能量总量是恒定的，能量既不能消失也不能产生。
当一个系统经历能量的转化时，其总能量保持不变，只是能量的形式和分布发生改变。
热力学第一定律的原理热力学第一定律的原理可以通过以下公式表示：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内部能量的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做的功。
这个公式表明，系统内部能量的变化等于系统吸收的热量与系统对外做的功之间的差值。
当系统吸热时，ΔU为正，系统内部能量增加；当系统放热时，ΔU为负，系统内部能量减少；当系统对外做功时，ΔU 为负，系统内部能量减少；当系统由外界做功时，ΔU为正，系统内部能量增加。
热力学第一定律的应用热力学第一定律在工程和科学领域有着广泛的应用。
下面将介绍热力学第一定律的几个重要应用。
1. 热机效率计算热力学第一定律在热机效率计算中起着重要的作用。
热机的效率是指能够转化为有效功的热量与燃料能量之间的比例。
通过热力学第一定律的应用，我们可以计算出热机的效率，从而评估其性能。
2. 平衡热量计算在热平衡过程中，热力学第一定律可以用于计算平衡热量。
平衡热量是指系统从一个状态到另一个状态的过程中吸收或释放的热量。
通过应用热力学第一定律，我们可以计算系统在不同温度下的平衡热量，并进一步了解能量转化过程。
3. 定常流动计算在工程领域中，很多设备和系统都涉及流体的流动。
热力学第一定律可以用于定常流动过程的计算。
这种定常流动的例子包括空调系统、燃料电池、蒸汽涡轮等。
通过应用热力学第一定律，我们可以计算能量损失和效率，从而优化系统性能。
第二章 热力学第一定律
进入系统的能量－离开系统的能量＝系统能量的增加 （2－9） 进入系统的能量－离开系统的能量＝ － ）
1 2 Q = m2 (u2 + cf 2 + gz2 ) + m2 p2 v2 2 1 2 − m1 (u1 + cf 1 + gz1 ) − m1 p1v1 + Wi 2
1 2 wt = (cf 2 − cf21 ) + g ( z 2 − z1 ) + wi 2
比较式（2－10b)和（2－16） 比较式（ － 和 － ）
(2 − 19)
q = ∆u + w q = ∆h + wt = ∆u + ∆( pv) + wt 1 2 w = ∆( pv) + wt = ∆( pv) + ∆cf + g∆z + wi 2
由于m 由于 1=m2=m, 整理上式得
1 2 Q = m(u2 + p2 v2 + cf 2 + gz2 ) 2 1 2 − m(u1 + p1v1 + cf 1 + gz1 ) + Wi 2 令 H = U + pV 代入上式得
1 Q = ∆H + m∆cf2 + mg∆z + Wi 2 1 2 δQ = dH + mdcf + mgdz + δWi 2
m1 = m2 = m
∆ECV = 0
稳定系统的能量分析： 稳定系统的能量分析： 进入系统的能量： 进入系统的能量：
1 2 Q + E1 + p1V1 = Q + m1 (u1 + cf 1 + gz1 ) + m1 p1v1 2 离开系统的能量： 离开系统的能量： 1 2 E2 + p2V2 + Wi = m2 (u 2 + cf 2 + gz 2 ) + m2 p2 v2 + Wi 2
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◆ 1897～1900 年,萨巴蒂尔(法) 研究了有机脱氢催化 反应,获1912 年化学奖。
◆ 1901 年奥斯特瓦尔德(德) 对催化现象进行了深入 的研究,同时在化学平衡和化学反应历程理论做出 了杰出的贡献,获1909 年化学奖。
CH4 2O2 CO2 2H2O 放热
例2：指示剂变色
例3：原电池
Zn CuSO4 ZnSO4 Cu 放电
（2）许多物理因素能引起或影响化学反应的发生
例1： 3H2 N2 高温,高压,催化剂 2NH3
CaCO3 p ,9000 C CaO CO2 (g)
例2：盐水电解
第三阶段：1960~现在
➢ 计算机、波谱仪器、扫描隧道显微镜、 原子力显微镜、电子技术、激光技术等
➢ 现代物理化学发展趋势： 从体相到表相； 从静态到动态； 从平衡态到非平衡态。
飞秒激光技术
飞秒激光是一种超短的激光脉冲，1飞秒为 10-15秒，飞秒激光技术可以测得几个飞秒内 发生的化学反应，相应成立了一门新的学科 叫飞秒化学。
例：
CaCO3 P ,9000C CaO CO2 (g) Q 178kJ
3H2 N2 常温,常压 2NH3 ??
C石 C金刚石 ??
2、化学动力学
化学动力学主要研究各种因素，包括浓度、温 度、催化剂、溶剂、光、电等对化学反应速率 影响的规律及反应机理（历程）。
例：合成氨反应
3H N 2
◆1929 年盎萨格(美) 提出“不可逆过程的倒易 关系”理论。1947 年普里高金(比) 提出最小 熵产生原理,他们的工作奠定了线性不可逆过 程热力学的基础。盎萨格因此贡献获1968 年 化学奖。 ◆后来,普里高金提出耗散结构理论,这一理论 是非线性不可逆过程热力学的重要成果,它首 先在化学领域的应用中取得成功,现在已逐步 被用来解释生命现象和社会现象,普里高金因 此获1977年化学奖。
实践证明，这种宏观的热力学方法是十分可 靠的，至今未发现过实践中与热力学理论 所得结论相反的情况。
2、统计力学方法
属于从微观到宏观的方法。 研究对象：大量微观粒子(原子、分子、离子 等)组成的宏观系统 。 方法特点：把大量粒子所构成的体系的微观 运动和宏观表现联系起来，用统计学原理， 利用粒子的微观量求大量粒子行为的统计平 均值进而推求体系的宏观性质。 例如：p，Cp
➢ 十八世纪开始对燃烧问题进行研究，物理化学开始 萌芽；
➢ 十九世纪中叶，原子-分子学说、气体分子运动论、 元素周期律、经典热力学第一定律和第二定律、化 学热力学的发展；
➢ 十八世纪中叶（约1752年 ），俄国科学家罗蒙诺 索夫最早使用“物理化学”这一术语；
➢ 1887年，德国科学家奥斯特瓦尔德和荷兰化学家 范霍夫合办的德文《物理化学杂志》创刊，标志着 物理化学真正形成为一门独立的学科 ；
2. 反应动力学
◆邢歇伍德(英) 和谢门诺夫(苏) 各自独立地发展了 前人的理论,对链反应历程进行了细致的研究,提 出了分支支链式反应理论,并发现了爆炸反应的 界限,两人共同获得1956 年化学奖。
◆ 30 年代开始,人们广泛利用各种物理学原理和手 段,对快速反应进行研究,逐步形成了研究快速反 应的方法,其中闪光分解法和驰豫法最为有效,分 别由诺立希、波特尔(英) 和艾根(德) 发明,他们 三人因此共获1967 年化学奖。
物理化学定义
物理化学是应用物理学的原理和方法， 研究化学变化普遍规律的科学。
具体而言：物理化学研究物质体系发生 p、V、T变化，相变化和化学变化过程 的基本原理，主要是平衡规律和速率规 律以及与这些变化规律有密切联系的物 质的结构及性质(宏观性质、微观性质、 界面性质和分散性质等)。
其它定义
用飞秒激光技术来研究超快过程和过渡态。 飞秒化学的研究在99年获Nobel化学奖。
诺贝尔奖与物理化学
根据统计，20世纪诺贝尔化学奖获得者 中，约60%是从事物理化学领域研究的 科学家，在中国科学院化学学部的院士 中，近1/3是研究物理化学或者是物理化 学某一个领域的科学家，作为极富生命 力的化学基础学科，物理化学又是新的 交叉学科形成和发展的重要基础。
主要研究物质结构与性质之间的关系。
物质的宏观性质由微观结构决定，物质结构是 由内部结构来讨论物质性质和化学反应，是在更 高层次上研究化学反应的规律和本质。
合成高分子材料、半导体、超导体、激光材料， 以及原子能的利用和电子计算机等，在很大程度 上都是进行物质结构科学实验时所取得的成果。
包括结构化学和量子化学两门学科。
20世纪50年代，黄子卿：
“一种学科，从物理现象和化学现象的联系找出 物质变化的基本原理叫做物理化学。”
20世纪80年代初，唐有祺：
“物理化学是化学学科中的一个重要学科，它借 助数学、物理学等基础科学的理论及其提供的实 验手段，研究化学科学中的原理和方法，研究化 学体系行为最一般的宏观、微观规律和理论的学 科，是化学的理论基础。”
4. 化学键理论
◆1893 年维尔纳(瑞士) 提出配位理论,获1913 年化 学奖。
◆1913 年玻尔(丹) 提出原子轨道量子化理论,成功 地解释了氢原子光谱,获1922年物理奖,他的工作 导致了原子价电子理论的建立。1916 年,柯塞尔 提出电价键理论。同年,路易斯提出共价键理论。 但都未能说明化学键的本质。化学键理论的真正 解决,是在量子化学建立以后的事情。量子化学是 量子力学在化学中的具体应用,其建立应从1927 年海特勒和伦敦解氢分子薛定谔方程算起,从此,化 学的发展进入了一个新的历程。
◆ 70 年代末,奥特曼和切赫(美) 对RNA 的自催化机理 进行了深入的研究,获得1989 年化学奖。
◆陶布(美) 因对金属络合物中的电子转移反应机理的 研究,获1983 年化学奖。
◆ 1992 年马卡思(美) 因在“电子转移过程理论”方 面所作出的重要贡献获诺贝尔化学奖。
3. 胶体化学和表面化学
“物理化学三剑客”
在《物理化学杂志》的创刊号上，同时还摘要发表了 瑞Байду номын сангаас化学家S.A.Arrhenius 的“电离学说”，这三人都 是物理化学的重要奠基人，由于他们对物理化学的卓 越贡献和研究工作中的亲密合作关系，被称为“物理 化学三剑客”。
➢ 以化学热力学理论的成熟和宏观反应速率理 论的建立为特征，这一时期主要借助于物理 学中的力学、热学及气体分子运动论来解决 化学平衡和化学反应速率问题。
2 4600 C,300 p
2NH3
27%
3H2 N2 常温,常压 2NH3 ??
金属腐蚀
例1 H2 Cl2 光照 2HCl
例2
CH2=CH2+Br2
机理：
CH2-Br CH2-Br
CH2=CH2+Br2
CH2 Br + Br CH2
CH2-Br CH2-Br
3、物质结构（单独设课）
§0-3 物理化学的研究方法
事物都是一分为二的，矛盾的对立与统一 ---辩证唯物主义的方法；
实践，认识，再实践---认识论的方法； 由特殊到一般的归纳及由一般到特殊的演绎 的逻辑推理方法； 科学模型的方法等等。
1、热力学方法
又叫宏观方法。 研究对象：大量粒子构成的宏观体系。 方法特点：不涉及物质体系内部粒子的微观 结构，只涉及物质体系变化前后状态的宏 观性质。
南京大学：
物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系 入手，来探求化学变化基本规律的一门学科。
研究化学变化时注意其物理实质
物理学原理 物理学方法 物理学概念 物理学模型
数学表达
多元函数微分、曲线积分
集物理、数学和化学于一身的一门学科。
§0-2 物理化学的基本内容
1、化学热力学
化学热力学主要研究化学反应的方向、限度和能量转换。
物理化学
（上册）
E-mail：wang_guihua@ Tel ：62332689（O）
绪论
§0-1 什么是物理化学 §0-2 物理化学的基本内容 §0-3 物理化学的研究方法 §0-4 物理化学的形成与发展 §0-5 物理化学的学习方法 §0-6 课程要求 §0-7 学科重要性
§0-1 什么是物理化学
3、量子力学方法
研究对象：个别的电子和原子核组成的微观体系； 方法特点：考察个别微观粒子的运动状态，即微观 粒子在空间某体积微元中出现的概率和所允许的运 动能级。 微观粒子运动的三个主要特征是能量量子化、波粒 二象性和不确定关系。 将量子力学方法应用于化学领域，得到了物质的宏 观性质与其微观结构关系的清析图象。
四大化学：无机化学、物理化学、有机化学、 分析化学
新学科：生物化学、环境化学、材料化学、计 算化学、地球化学、放射化学、药物化学、 化学海洋学……
物理化学物理+化学 Physical Chemistry Physics+Chemistry
1、物理变化与化学变化具有密切联系
（1）化学变化常伴随着物理变化。 例1：天然气烧饭
1.化学热力学
◆1885 年范霍夫(荷) 提出化学热力学定律,发展了 近代溶液理论,形成了化学热力学,获首届（1901年） 诺贝尔化学奖。 ◆ 1889 年阿累尼乌斯(瑞典) 提出关于电离学说和 著名的阿累尼乌斯公式,获得1903 年化学奖。 ◆ 1906 年能斯特(德) 提出著名的能斯特热定理,获 1920 年化学奖。 ◆此后,乔克(美) 进行了一系列精度极高的超低温实 验,为热力学第三定律提供了大量不可置疑的证据, 同时也大大加深了人们对物质在超低温时的行为的 认识,获1949 年化学奖。
化学动力学所用的方法则是宏观方法与微 观方法的交叉、综合运用，用宏观方法构 成了宏观动力学，采用微观方法则构成微 观动力学。