《物理与胶体化学》教学课件合集（共7章）非AI生成.pptx

物理与胶体化学;绪论;理论方法：;实验方法：;物理化学的发展简史;与你学科的关系;物理化学研究的内容和学习方法;参考书：;第一章：热力学第一定律;把热力学中的基本原理用来研究化学现象及与化学有关的物理现象。

主要解决的问题：

a）化学变化中的能量的转变，反应的热效应——热力学第一定律的应用。

b）化学变化的方向和限度——热力学第二定律的应用。;3.热力学研究方法的特点;§1-1基本概念和术语;环境：指体系以外与体系密切相关的部分。特点：体系与环境之间有确定的界面；这种界面可以是真实的，也可以是虚构的；体系与环境的划分不是固定不变的。;例如：;2.状态(state)和性质(properties);特点：状态一定，体系所有的性质都是确定；状态改变了，不一定所有性质都改变，但性质改变了，状态一定改变。例：理气的等温过程：（P1，V1）→（P2，V2）状态改了，T不变。

状态函数(statefunction):其变化值只与体系的始终态有关，而与变化的过程无关；是单值函数，连续的，可微分的；具有全微分性。;例：Z=Z（x，y）

;3.过程(process)与途径(path);几种重要的过程：;4.热力学平衡(thermodynamicalequilibrium);5.热(heat)和功(work);6：可逆过程(reversibleprocess);例：等温膨胀过程(理想气体idealgas);求体积功：;WIII=W1+W2=P‘(V’-V1)+P2(V2-V‘)=0.5Pθ(2-1)+

0.1Pθ(10-2)=0.5Pθ+0.8Pθ=130J

Ⅳ准静态过程，无摩擦则为可逆过程:;由此可见，WⅣWⅢWⅡWⅠ准静态膨胀功最大;定义：体系从A变到B，再经原过程的逆过程变化到始态A，体系复原，环境也复原了——可逆过程。

特点：a）以无限小的量变化进行；b）无限缓慢地进行；c）体系与环境均复原；d）等温时，体系对环境做最大功。

意义：a）可逆过程是科学的抽象，是理想过程，自然界并不存在；b）可逆过程为实际过程的极限，可逆过程体系对环境做最大功，说明可逆过程的效率最高，最经济的实际过程效率与可逆过程的效率比较，确定提高实际过程效率的方向；c）其它热力学函数要借助于可逆过程求得。;§1-2热力学第一定律;2.内能U(internalenergy);3.第一定律的数学表示式;§1-3恒容热、恒压热和焓;2.恒压热（QP）;3.焓(enthalpy);§1-4热容(heatcapacity);2.等P和等V热容;3.CV与CP的关系;对理想气体：PV=nRT;§1-5热力学第一定律对理气的应用;同理，ΔH=ΔU+ΔPV=ΔU+nR（T2-T1）

结论：理想气体的内能和焓只是T的函数，而与P，V无关。;2.理想气体变化过程的计算;3)等压过程：ΔU=CV（T2-T1），QP=ΔH=CP（T2-T1）

W=-P外（V2-V1）

4)绝热(adiabatic)过程:膨胀：V↑，P↓，体系对环境做功，使体系的ΔU0，U↓，T↓；压缩：V↓，P↑，环境对体系做功使体系的ΔU0，U↑，T↑。特点：a）可以绝热可逆，绝热不可逆方式进行；b）绝热膨胀T↓，绝热压缩T↑。;ΔU=CV（T2-T1），ΔH=CP（T2-T1），W=ΔU;条件：封闭系，W=0，Q=0，理气，可逆过程;PV=nRT，理想气体绝热可逆过程方程：;绝热不可逆过程:;;§1.6第一定律在相变中的应用;可逆相变：发生在两相平衡共存的T，P下的相变。

例：Pθ时的平衡T，熔点，沸点，晶型转变点。

;相变焓与温度的关系：;§1.7第一定律对化学反应的应用——热化学;说明：a）讨论的反应，W’=0。

b）化学反应一般在等T，P或T，V下发生。

c）常见的热效应：QV，QP。

热效应的测量：氧弹量热器：合金钢，耐压，传热好，内充氧水和容器的比热已知。得到QV计算QP。;QP与QV的关系;3.热化学式;4.化学反应进度（?extentofreaction）;相当反应的次数，各量相等，为反应进度，单位：mol，反应进度也称反应坐标，反应进度与方程式书写有关，当反应按所给方程式的系数进行一个单位反应，反应进度为?＝1mol。例：N2+3H2＝2NH3，?＝1mol，即1moLN2和3moLH2反应生成了2moLNH3。

1/2N2+3/2H2＝NH3，?＝1mol，即0.5moLN2和1.5moLH2反应生成了1moLNH3;5.反应的摩尔焓变，标准摩尔焓变;2）标准摩尔焓变ΔrHmθ(T);说明：a)必须是相同条件