物理化学学习方法.doc

篇一：物理化学学习方法 物理化学学习方法 关于热力学定律和热力学基本方程物理化学学习方法 物理化学学习方法 吃尽的时候，而唯有成为渔翁和猎人才有取之不尽的食物，那种把一 切都在课堂上讲懂的是不负责任的大学教师，一个孩子总要断奶，教 犹如没有包医百病的灵丹妙药，不存在适合于任何人的奇妙的学习方 我自己学习物理化学的方法，应该说也走过弯路，最后形成了自己的 一、勤于思考：十分重视教科书，把其原理、公式、概念、应用一一 抽象的概念如熵等千方百计领悟其物理意义，甚至不妨采用形象化的 理解。 二、勤于应用：在学习阶段要有意识地应用原理去解释客观事物，去 做好每一道习题，与做物化实验一样，“应用”对加深对原理的理解 “觉悟”。 三、勤于对比与总结：这里有纵横二个方面，就纵向来说，一个概念 理，其间一定有内在的联系，如熵增原理、gibbs自由能减少原理、平衡态稳定性等，通过对比对其相互关系、应用条件等定会有更深的理 解，又如把许多相似的公式列出对比也能从相似与差别中感受其意义 与功能。 热力学中的归纳，是从特殊到一般的过程，也是从现象到本质的过程。拿第二定律来说，人们用各种方法制造第二类永动机，但都失败了，因而归纳出一般结论，第二类永动机是造不出来的，换句话说，功变为热是不可逆过程。 热力学方法的主体是演绎。热力学的整个体系，就是在几个基本定律的基础上，通过循环和可逆过程的帮助，由演绎得出的大量推论所构成。有些推论与基本定律一样具有普遍性，有些则结合了一定的条件，因而带有特殊性。例如从第二定律出发，根据可逆过程的特性，证明了卡诺定理，并得出热力学温标，然后导出了克劳修斯不等式，最终得出了熵和普遍的可逆性判据。以后又导出一些特殊条件下的可逆性判据。这个漫长的演绎推理过程，具有极强的逻辑性，是热力学精华之所在。 2. 热力学基本方程是热力学理论框架的中心热力学基本方程将p、v、t、s、u、h、a、g 等八个状态函数及其变化联系起来，它是一种普遍联系，可以由一些性质预测或计算另一些性质。 第一章所介绍的pvt关系和标准态热性质。 4. 过程的方向和限度以及能量的有效利用是两类主要的应用它们都植根于可逆性判据或不可逆程度的度量。由此得出的平衡判据，即前者的依据，由此得出的功损失和有效能概念，则是后者的出发点。 5. 热力学计算主要内容是q、w、δu、.h、δs、δa和δg的计算。 ⑶ 过程的特征：a. 恒温可逆过程；b. 恒温过程；c. 绝热可逆过程；d. 绝热过程；e. 恒压过程；f.恒容过程；g. 上述各种过程的综合；h. 循环过程。 ⑹ 寻找合适的计算公式。这是最费神也是最重要的一步。复杂性在于： a. 具体计算公式都是有条件的，不同类型不同过程的公式不能张冠李戴。 b. q、w、δu、δh、δs、δa、δg是相互关联的，计算时要注意方法和技巧。先计算哪一个要根 据具体情况而定，选择得合适往往可以大大简化计算过程。 c. 有些还需要设计过程进行计算。 关于多组分系统的热力学，逸度和活度 第一部分是多组分系统的热力学普遍规律，核心是引入化学势μi。组成可变的多组分系统热力学基本方程与组成不变的相应方程的区别，就在于多了一项系数σμidni。由此得到适用于相变化和化学变化过程的平衡判据，并得出用化学势表示的相平衡条件和化学平衡条件。它们将成为进一步研究相平衡和化学平衡的出发点。但正如本书着重强调的，普遍规律必须结合物质特性才能解决实际问题，后者就是第二部分的中心内容，它总结了本世纪初至今物理化学和化工热力学界所积累的丰富经验，其目标是提供统一而又简洁的化学势表达式。这就要求对物质特性作重新概括。逸度和活度的引入是这种重新概括的成果。 差异，采用了校正压力即逸度和校正摩尔分数（或浓度）即活度，因而使化学势表达式具有十分简洁的形式。这不但给进一步推导带来极大的便利，例如相平衡条件可简化为β，就是在实际应用和计算时也节省了时间。我们曾指出，逸度和活度的引入并没有使实际系统的复杂性消失，它仍隐藏在逸度和活度之中。然而由于人们已经找出了许多有关逸度和活度的规律，虽然找寻规律是辛苦的，但别人在应用时却方便了。例如应用对应状态方法，设想不引入逸度，而是用普遍化压缩因子图计算不同压力下的体积，然后积分得到化学势的变化，需要相当的工作量，现在用普遍化逸度因子图，一步就得到结果。这一点在工程上显得尤其重要。 人们常有一种误解，以为逸度只适用于气态混合物，实际上从路易斯提出时就对气液固及其混合物进行了统一的定义。但是由于早期的状态方程只用于气相，因此使逸度的应用受到限制，并且相应地发展了主要应用于液相和固相的活度。现在状态方程应用于气液两相及其相变已经不是新鲜事了。因此逸度的应用特别是向液相发展已经成为潮流。然而活度的生命力并未减退。这是因为一方面，它只需要混合物相平