厦门大学物理化学(上)各知识点总结.docVIP

第1章 第零定律与物态方程 一、基本要点公式及其适用条件 1.系统的状态和状态函数及其性质 系统的状态—就是系统物理性质和化学性质的综合表现，它采用系统的宏观性质来描述系统的状态，系统的宏观性质，也称为系统的状态函数。 系统的宏观性质（状态函数）—就是由大量（摩尔级）的分子、原子、离子等微观粒子组成的宏观集合体所表现出的集团行为，简称热力学性质或“热力学函数”如 p、V、T、U、H、S、A、G 等。 Z=f(x,y)表示一定量、组成不变的均相系统，其任意宏观性质(Z)是另两个独立宏观性质(x,y)的函数。状态函数 Z 具有五个数学特征： (1)，状态函数改变量只决定于始终态，与变化过程途径无关。 (2)，状态函数循环积分为零，这是判断 Z 是否状态函数的准则之一。 (3)，系 Z 的全微分表达式 (4)，系 Z 的 Euler 规则，即微分次序不影响微分结果。 (5)，系 Z、x、y 满足循环式，亦称循环规则。 2.热力学第零定律即热平衡定律： 当两个物态 A 和 B 分别与第三个物体 C 处于热平衡，则 A 和 B 之间也必定彼此处于热平衡。T =t+273.15，T 是理想气体绝对温标，以K为单位。t 是理想气体摄氏温标，以℃为单位。 绝对温标与摄氏温标在每一度大小是一样的，只是绝对温标的零度取在摄氏温标的-273.15℃处，可以看出，有了绝对温标的概念后，只需确定一个固定参考点(pV)0p=0，依国际计量大会决定，这个参考点选取在纯水三相点，并人为规定其温度正好等于 273.16K。 3.理想气态方程及其衍生式为: ；式中 p、V、T、n 单位分别为 Pa、m3、K、mol；R=8.314J·mol-1·K-1，Vm 为气体摩尔体积，单位为 m3·mol-1，ρ 为密度单位 kg·m-3，M 为分子量。此式适用于理想气或近似地适用于低压气。 4.理想混合气基本公式 (1)平均摩尔质量 ；式中 MB 和 yB 分别为混合气中任一组份 B 的摩尔质量与摩尔分数。此式既适用于各种混和气，也适用于液态或固态等均相系统的平均摩尔质量计算。 (2)道尔顿定律；这里 pB只作为组份B单独存在时产生的压力。此式适用混合理想气或近似适用于低压混和气。 (3)分压力定义与；作为数学定义可适用各种混和气 (4)阿马格定律；适用以混合理想气体或近似适用于低压混和气 (5)分体积定义与；可适用于混合理想气或近似适用于低压真实混和气 5.范德华方程，范氏常数与临界参数关系，范氏对比态方程 (1)范德华方程为： or 式中 a 和 b 系与气体种类有关的常数，皆称范德华常数。a 的单位为 Pa·m6·mol-2，b 的单位为 m3·mol-1 ；该方程适用于 几个 MPa（几十个 atm）的中压范围内实际气体的 p、V、n 的计算 (2)，，；式中 Vcm、Pc、Tc 分别为各种气体的临界摩尔体积、临界压力、临界温度，简称临界参数 (3)，。；式中 Pr、Tr、Vr分别为对比压力、对比温度、对比体积，简称对比参数，意指物质离开临界点的远近 (4)；系普遍化范氏对比态方程，其适用范围同范德华方程，并无改善。 6.对应态原理与压缩因子图的应用 (1)；意指不同气体，若有两个对比状态参数彼此相等，则第三个对比状态参数大体上具有相同的值，并称为处于对应状态。处对应态时，不同物质间的物理性质具有简单关系，此经验规律，即对应态原理。 (2)；为压缩因子 Z 的定义式，它表示实际气与理想气的偏差，完全由试验测定，是无量纲的纯数。Z 与气体 T、p 及性质有关，规定 Tr 可实验绘制 Z=f(pr)函数图。故 Z=f(Tr、pr)称压缩因子图，不受任何限制，可用于高压下实际气的 p、V、T 及物质逸度、热容、焓等热力学函数计算。 7.力学响应函数定义及其应用 体积膨胀系数；等温压缩系数；压力系数；α、к、β 一般是 T、p 的函数，均为强度量，但他们彼此关联，且与物态方程可互为转换。他们是研究物质热性质、晶体结构及相变的重要数据。 第2章 热力学第一定律 一、本章基本要点公式及其适用条件 热力学能 U 及其与热 Q、功 W 相互转换关系 (1)U是系统的状态函数，其绝对值仍不可知，对一定量定组成系统，可表为任意俩独立变量 x、y 的函数关系 U =f(x,y)，U 具备五个数学特征为： U 改变量取决于始终态； 循环积分为零； 可表全微分 符合 Euler 规则； 满足循环式 (2)第一定律数学表达式。针对封闭系统：ΔU =Q+W；绝热过程：ΔU =W =Wv+W′，；绝功过程：ΔU =Q；等容无其他功：ΔU =Qv (3) Q、W 是非状态函数，不仅与始终态有关，更与过程途径相关。只有在特定限制条件下 Q、W 与某些状态函数改变量相关联时，仅决