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物理化学;1;物理化学的建立和发展

萌芽阶段：十八世纪.

从燃素说到能量守恒与转化定律。俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学”这一术语。;1887年俄国科学家W.Ostwald（1853～1932） 荷兰科学家J.H.van’tHoff（1852～1911）合办了第一本“物理化学杂志”（德文）。

标志着物理化学学科的正式建立.; 新测试手段和新的数据处理方法不断涌现，形成了许多新的分支学科:

热化学，化学热力学，电化学，溶液化学，胶体化学，表面化学，化学动力学，催化作用，量子化学和结构化学等。;化学学科的发展趋势;2.从体相到表相

纳米材料的特异性与其极其巨大的表面积有密切的关系,纳米科学的迅猛发展,要求对物质表相的性质有更深入的研究.

复相化学反应总是在物质的表相上进行，随着测试手段的进步，了解表相反应的实际过程，将推动表面化学和多相催化反应动力学的发展.;3.从单一学科到交叉学科

化学学科与其他学科以及化学内部更进一步相互渗透、相互结合，形成了许多极具生命力的交叉科学，如:

生物化学、生物物理化学、生物热化学、生物电化学、分子生物学、地球化学、天体化学、计算化学、金属有机化学、物理有机化学等。

;4.从平衡态到研究非平衡态

自然界中的所有实际过程都是开放体系的非平衡热力学过程.

经典热力学只研究平衡态和封闭体系或孤立体系.

非平衡态的开放体系的研究更具有实际意义，自Prigogine提出耗散结构以来，逐渐形成了非线性非平衡态热力学学科,并成为现代科学研究的前沿领域.

;2;主要参考书:

南京大学编:《物理化学》

南开大学编：《物理化学》

山东大学编：《物理化学》

Atkins:“PhysicalChemistry”

Levin:“PhysicalChemistry” (北京大学翻译) ;3;4;开放体系：既有物质交换也有能量交换;封闭体系：有能量交换无物质交换;隔离体系：体系＋环境;隔离体系：无能量交换无物质交换;;5;4.热力学函数;5. 热和功;B.功(work)：以其它形式所传递的能量.

功的符号为W,其规定为：

体系对环境做功（失去能量）为负； 环境对体系做功（得到能量）为正.

(另一种规定为：体系对外做功为正；环境??体系做功为负。)

广义功的一般表达式为：

W＝－xdx

x是广义力：可以是牛顿力、压强、电压等；dx是广义位移：可以是距离、体积、电量等。;功的种类 广义力 广义位移 功的表达式

机械功 f dl ?W=－fdl 体积功 p dV －pdV电功 E dQ －EdQ势能 mg dh mgdh 表面功 ? dA －?dA 化学功 ? dn ?dn

在物理化学中，最常见的功体积功，因体系的体积发生变化所引起的功。除体积功之外的一切功，在物理化学中统称为有用功。 ;6. 热力学第零定律;温标:温度计量常采用的温标系统有:

1.摄氏温标:1大气压下,水的冰点为摄氏零度; 水的沸点为100℃.

2.理想气体温标:由理想气体方程所定义的温 标.T=pVm/R

3.热力学温标:其值等同于理想气体温标.由热 力学第二定律导出.;7. 状态函数和过程量;状态函数口诀：

殊途同归，值变相等；

周而复始，值变为零。

已学的状态函数：

T、p、V;过程量：不仅与体系的始末态有关，还与体系所经历的途径有关的热力学量称为过程量。

最常见的过程量为Q和W

过程量与过程密切相关，过程量只伴随过程而存在。

热和功是最重要最常见的过程量。当始末态确定时，不论体系经历哪一种具体途径，体系所有状态函数的变化值都是确定的；但功和热确与途径密切相关，不同途径所具有的热和功的数值不尽相同。;体积功的计算：

基本公式：

W=－∫p抗dV

注意：体积功是体系反抗外压所作的功； 或者是环境施加于体系所作的功。

W的数值不仅仅与体系的始末态有关，还与具体经历的途径有关。

在计算体积功时，首先要弄清反抗的压力与体系体积的关系。;例：在300K下，分别经历下列恒定外压途径将1mol理想气体从5atm膨胀到1atm，A：外压为1atm；B：外压为0.5atm，求不同途径的功？

解：A.W