物理化学堂课

会计学1物理化学堂课物理化学堂课1、 什么是物理化学什么是物理化学2 、物理化学主要研究的问题、物理化学主要研究的问题3 、学习物理化学课程的要求、学习物理化学课程的要求上一内容下一内容回主目录返回第1页/共37页上一内容下一内容回主目录返回第2页/共37页（1 1）化学热力学）化学热力学-化学反应的方向和限度问题化学反应的方向和限度问题上一内容下一内容回主目录返回第3页/共37页主要解决：主要解决： 1、化学反应的速率有多快？化学反应的速率有多快？ 2、反应速度快慢的内在原因反应速度快慢的内在原因-即反应机理是什么？即反应机理是什么？ 3、外界条件外界条件(如温度如温度T、浓度、浓度C、催化剂、催化剂)对反应速率有何对反应速率有何 影响？影响？ 4、如何控制反应进行的速率？如何控制反应进行的速率？ 上一内容下一内容回主目录返回第4页/共37页（3）物质结构）物质结构-研究物质的微观结构，以及研究物质的微观结构，以及物质的性质与其结构之间的关系问题物质的性质与其结构之间的关系问题上一内容下一内容回主目录返回第5页/共37页上一内容下一内容回主目录返回第6页/共37页上一内容下一内容回主目录返回第7页/共37页上一内容下一内容回主目录返回第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律第8页/共37页上一内容下一内容回主目录返回 环境：与体系密切相关的环境：与体系密切相关的, , 影响所能及影响所能及的部分称为环境。的部分称为环境。第9页/共37页上一内容回主目录返回注意：注意：下一内容 （2 2）系统和环境之间，一定有一个边界，但这）系统和环境之间，一定有一个边界，但这个边界可以是实际界面，也可以是虚构的界面。个边界可以是实际界面，也可以是虚构的界面。 第10页/共37页（3 3）热力学系统的种类）热力学系统的种类 能量交换物质交换系统环境上一内容回主目录返回下一内容第11页/共37页上一内容回主目录返回下一内容第12页/共37页上一内容回主目录返回下一内容第13页/共37页上一内容回主目录返回下一内容第14页/共37页上一内容下一内容回主目录返回 (1)(1)热平衡热平衡：系统各个部分温度相等，系统各个部分温度相等，T=0T=0； (2)(2)机械平衡机械平衡：系统各部分之间，没有不平衡系统各部分之间，没有不平衡的力存在（即压力相同），的力存在（即压力相同），P=0P=0；第15页/共37页上一内容回主目录返回下一内容 (4)(4)相平衡相平衡：当体系不止一相时，物质在当体系不止一相时，物质在各相之间的分布达到平衡，在相间没有物质的各相之间的分布达到平衡，在相间没有物质的净转移，达平衡后各相的组成和数量不随时间净转移，达平衡后各相的组成和数量不随时间的改变。即不同相虽然相互接触，但客观上没的改变。即不同相虽然相互接触，但客观上没有物质在相间传递。有物质在相间传递。 第16页/共37页上一内容回主目录返回下一内容第17页/共37页上一内容回主目录返回下一内容第18页/共37页上一内容下一内容回主目录返回状态性质：状态性质： 描述体系状态的宏观物理量称为热力学描述体系状态的宏观物理量称为热力学性质或状态性质，又称为状态函数。性质或状态性质，又称为状态函数。（如质量、温度、压力、体积、浓度、（如质量、温度、压力、体积、浓度、 密度、粘度等）密度、粘度等）第19页/共37页上一内容回主目录返回下一内容第20页/共37页上一内容回主目录返回下一内容第21页/共37页上一内容回主目录返回下一内容第22页/共37页上一内容下一内容回主目录返回 等温过程：在一定温度下，系统的状态发生了变化。等温过程：在一定温度下，系统的状态发生了变化。 T T初初 = T= T终终 = T= T环境环境 如：如：1mol He1mol He（p p 22.4L 273.15K22.4L 273.15K） （ 1/2p 44.8L 273.15K ） 等压等压过程过程：在一定压力下，系统的状态发生了变化。：在一定压力下，系统的状态发生了变化。 P初初 = P终终 = P环境环境 如：如：1mol He （p 22.4L 273.15K） （ p 44.8L 546.3K ）第23页/共37页上一内容下一内容回主目录返回 等容等容过程过程：体系的容积不发生变化的过程。：体系的容积不发生变化的过程。 绝热过程：体系与环境间不存在热传递过程。绝热过程：体系与环境间不存在热传递过程。 循环过程：从始态出发，经过一系列变化，又循环过程：从始态出发，经过一系列变化，又 回到起始状态。回到起始状态。第24页/共37页上一内容回主目录返回下一内容第25页/共37页298 K，101.3 kPa298K，506.5 kPa375 K，101.3 kPa375 K，506.5 kPa途径途径2途径途径1恒压过程恒压过程恒压过程恒压过程实实际际过过程程恒温过程恒温过程恒温过程恒温过程第26页/共37页上一内容下一内容回主目录返回第27页/共37页上一内容回主目录返回下一内容第28页/共37页上一内容下一内容回主目录返回第29页/共37页上一内容回主目录返回下一内容 （3 3）内能具有能量的量纲）内能具有能量的量纲 ，用，用J J 表示。表示。（4 4）内能的微分是一个全微分。）内能的微分是一个全微分。第30页/共37页 热功系统环境上一内容下一内容回主目录返回第31页/共37页上一内容回主目录返回下一内容 （2 2）规定：系统吸热为正：）规定：系统吸热为正：Q Q0 0系统放热为负：系统放热为负：Q Q0 0 第32页/共37页上一内容回主目录返回下一内容 热不是状态函数。热不是状态函数。 热与过程有关，热只有在过程中才热与过程有关，热只有在过程中才有意义，一旦过程结束，就谈不上热的有意义，一旦过程结束，就谈不上热的存在，因此它不是状态函数。存在，因此它不是状态函数。如果系统在过程中放出的热很少，则用如果系统在过程中放出的热很少，则用QQ表示。表示。第33页/共37页上一内容回主目录返回下一内容 （2 2）规定：系统对环境作功为负值：）规定：系统对环境作功为负值：W W0 0 环境对系统作功为正值：环境对系统作功为正值：W W0 0第34页/共37页上一内容回主目录返回下一内容第35页/共37页12UQWU21UUQ W21UUU上一内容下一内容回主目录返回U = Q + W对微小变化： dU =Q +W 因为热力学能是状态函数，数学上具有全微分性质，微小变化可用dU表示；Q和W不是状态函数，微小变化用表示，以示区别。适用条件： 封闭系统第36页/共37页