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物理化学学习笔记.doc 76页
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§0.1物理化学课程的内容
一、物理化学课程的内容
1.物理化学课程简介
是从化学现象与物理现象的联系去寻找化学变化规律的学科。
2.物理化学主要的研究内容：
（1）物质的相变化及化学变化。
（2）变化的可能性和变化的速率。
变化的可能性： 化学热力学
变化的速率：
化学动力学
3.物理化学构成：化学热力学、化学动力学、结构化学。
4.物理化学的主要理论支柱：热力学、统计力学、量子力学。
热力学——宏观系统
量子力学——微观系统
统计力学——两者桥梁
§0.2学习物理化学的要求及方法
§0.3物理量的表示及运算
物理量的表示：
1.物理量A是由其单位[A]和以单位[A]表示的量的数值{A}表示。A={A}·[A]
2.量与单位的比值A/[A]={A}表示。p/Pa=101325
p/kPa=101.325
二、对数中的物理量
对数中的物理量应先除以起单位后才能进行计算。
三、量值的计算
气体的PVT关系
§1.1理想气体状态方程
理想气体状态方程：
1、低压气体pVT关系三个经验定律：
（1）波义尔（BoyleＲ）定律：
（2）盖-吕萨克（Gay J-Lussac J）定律： V/T = 常数（n，p一定）
（3）阿伏加德罗（Avogadro A）定律： V/n = 常数（T，p一定）
2、理想气体状态方程：
p：单位为Pa；
V的单位为m3；
n的单位为mol，
T的单位为K；
R：为摩尔气体常数，R=8.314510 J·mol-1·K-1
R=8.315 J·mol-1·K-1（计算中）
（2） 理想气体状态方程其它形式为：
理想气体模型
分子间力：
兰纳德-琼斯（Lennard-Jones）理论：
理想气体模型
理想气体在微观上具备两个特征：
分子间无相互作用力；
分子本身不占有体积。
摩尔气体常数
R的准确数值，是通过实验测定出来的。采用外推法进行的。
R是对任何气体都适用的常数。
理想气体状态方程及气体常数R适用于压力趋于零时的各种气体。
四、等温压缩率：
体膨胀系数：
§1.2理想气体混合物
混合物的组成表示方法
1.摩尔分数x或y
y：表示气体混合物的摩尔分数；
x：表示液体混合物的摩尔分数。
2.质量分数
3.体积分数
二、理想气体状态方程对理想气体混合物的应用
理想气体混合物的状态方程为：
三、道尔顿定律
1.分压力定义：
2.（对所有混合气体都适用，包括非理想状态气体混合物）
3.道尔顿定律：
4.推导：理想气体混合物：
适用条件：理想气体混合物，低压真实气体。
四、阿马加定律（分体积定律）Amagat
1.阿马加定律：
§1.3气体的液化及临界参数
一、液体的饱和蒸汽压
1.气液平衡
2.饱和蒸汽
3.饱和液体
4.饱和蒸汽压
5.液体沸点
6.正常沸点
二、临界参数
1.临界温度（或）
2.临界压力（）
3.临界摩尔体积（）
4.临界状态
5.临界参数
三、真实气体的图及气体的液化
真实气体等温线示意图
§1.4真实气体状态方程
真实气体的图和波义尔温度
1.真实气体的图
同一温度不同气体曲线有三种情况；
同一气体不同温度下的曲线也有同样三种情况。
2.波义尔温度：
二、范德华方程
1.范德华方程：
2.范德华常数与临界参数的关系
三、维里方程
和分别为第二、第三、第四…维里系数。
是温度T的函数，并与气体的本性有关。
第二章 热力学第一定律
§2-1热力学基本概念
系统、环境；
状态、状态函数；
过程、途径。
一、系统和环境
1.系统：所研究的那部分物质，即研究对象。
2.环境：系统的环境，是系统以外与之相联系的那部分物质。
3.系统的分类
（1）分类的依据：系统与环境之间物质交换和能量交换联系。
（2）分类：
①封闭系统：与环境间无物质交换，可以有能量交换的系统，称为封闭系统。（研究重点）
②隔离系统：与环境既无物质交换，又无能量交换的系统称为隔离系统。又称为孤立系统。
③敞开系统：与环境既有能量交换又有物质交换的系统称为敞开系统。
二、状态和状态函数
1.状态（热力学状态）：静止的系统内部的状态。
2.状态函数：性质均为状态的函数。
3、状态函数的特征
（1）状态函数是状态的单值函数；
（2）状态发生变化时，其状态函数的改变只有始态及末态决定，与途径无关。
（3）状态函数的微变为全微分
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《物理化学课件.ppt 199页
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《物理化学课件
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制药工程专业 自我简介 杨亚提,陕西乾县人，副教授，硕士生导师。 1986年7月毕业于西北大学化学系，获学士学位；1995年7月毕业于西北农业大学土壤学专业，获硕士学位； 2000年7月毕业于西北农林科技大学土壤学专业，获博士学位。 现在西北农林科技大学理学院从事物理化学与胶体化学教学工作及土壤环境化学、环境中污染物净化 研究工作。 办公室:理学院楼4层411室 联系电话:(H),
QQ: 课程安排 课程安排：讲课54h，实验36h 教
材：面向21世纪课程教材《物理化学》 参
书： 傅献彩等《物理化学》，南京大学物理化学教研室 董元彦等编《物理化学学习指导》，科学出版社 高月英等编《物理化学》北京大学出版社 要求：写预习笔记，上课做好笔记，按时交作业。
平时成绩占总成绩的10%，实验占20%。 编外话：知识这东西——学习的目的？ 问题： 为什么要上学？学校里学的东西有什么用？学了那些东西将来有多大作用？ 回答： 知识作为“工具”、“载体”，让学生打下“学习能力“的 基础，而不是知识基础。 教师上课授课，让学生看书、复习、做作业、考试……, 这些手段的目的都不是让学生非得知道这些知识,而是 让学生亲自体会接受知识、学习本领的一个过程。这个 过程是”教育的本质“，也是学生将来最最受用终生的。 ——-----------摘自《读者》2004.NO.21 绪论 物理化学的目的和内容 物理化学的研究方法 前沿领域 学习物理化学的方法
一、物理化学的目的和内容 2.逻辑性、理论性、概括性强。
3.公式多，条件多，概念多，推理多，计算量大。 4.紧密结合实际
其基本原理及实验方法与科研、 生产、日常生活相互联系。
“点石成金” ? 现代化工生产过程中，提纯方法:
膜分离等等 反应器，换热器的设计，要以物理化学数据为指导依据； 分析化学中，仪器分析法的原理，大都利用物理化学理论。例如
离子选择性电极
极谱法、库仑法等等。 有机化学家：应用动力学
探索反应机理
借助量子力学
确定新化合物结构 无机化学家：应用量子力学
研究化合物的键 分析化学家：应用光谱学
分析样品组成 生物化学家：应用动力学
研究酶促作用
应用热力学
研究生物能的转换 化学工程师：应用热力学
设计分离规程 地质学家：
应用热力学相图
推测地球演变过程
20世纪以来，在132位获得诺贝尔化学奖的科学家中有85位是物理化学工作者，约占64%；
近49年中，这个比例为72%。
这说明物理化学造诣精深的学者，其思路宽阔，
探索深入，常能在各交叉学科之间碰撞出新的思
想火花，创造出超前的科研成果，而且这种趋
势正在增强。
二、物理化学的研究方法 归纳(induction)和演绎(deduction)方法，
采用微观和宏观的观点对化学系统进行研究。
由直观的现象提出抽象假定→严格推理
→结论→事实检验→上升理论。
“大胆假设,小心求证”
“实践、认识、再实践、再认识” 最基本的理论方法：
1．热力学的方法
2．统计力学的方法（微观的方法）
3．物质结构的方法（量子力学的方法）
物理化学中有许多特有的研究方法：
理想模型法（idea gas、idea solution）
科学抽象法(可逆过程)
相对数值法
“投石问路”法
极限外推法等等 在思维方法上
发散思维、逆向思维、类比思维等等。 三、前沿领域 1
分子动态物理化学
目前物理化学已达到研究分子激发态及动态的水平。其中分子反应动力学，分子激发态、瞬态的结构研究是突出的两个前沿领
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如何学好物理化学
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物理化学的学习方法不同于无机、有机化学，不单是只用化学反应方程式，而是主要用状态函数来描述反应物系的物理变化和化学变化。物理化学中有多少状态函数呢？可以用一句英文表示一下:Good
Physicists
一共有G、P、H、S、U、V、F、T八个状态函数，这八个状态函数之间相互联系紧密，搞懂它们之间的关系对学好物理化学是很必要的。比如:热力学里的第一第二定律可以推出TdS=dU+pdV
此式不仅包含能量守恒与转化的第一定律，而且也包含了由热力学第二定律所导出的另一状态函数熵S，公式①将热力学中两个重要的状态函数联系起来了。同时，如果继续往下推导就可以得出：dS=dU/T+(p/T)dV
❷而从②式就可以导出温度T的宏观定义公式:T=(dU/dS)v
❸总之,物理化学的公式虽然多,但无非就是那么几个主要的定律,几条主要公式,而从那几条公式可以推导衍生出很多其他的公式,我们在学习时要学会这种推导的能力。物理化学•笔记学好物理化学，记笔记是极为重要的一环。记笔记除了能集中自己的注意力，提高听课的效率外，对课后复习也有很大的帮助。所以，要学会记笔记，养成记笔记的良好习惯。讲新课时做补充笔记，老师讲的内容是根据实际教学规划将课本内容重新组织，突出重点加以讲解，补充笔记则是边看书，边听讲，边在书本上划记号，标出老师所讲的重点，并把投影仪上的提纲和重点内容抄下来，还要把关键性的、规律性的、实质性的内容和对自己有启发的地方简单明了地记在书本上或笔记本上，将老师讲的但书上没有的例题记下来，课后再复习思考。小结tips
物理化学虽然较其他自然学科难学，有许多基本概念、基础理论，有些概念非常抽象，不好理解，但也是有规可循的，我们可以按下面的方法去学习，相信一定可以取得好成绩。1、我们在学习时，要理解各章节中的基本概念和基础理论。在考前复习阶段可以系统的总结归纳一下物理化学中的几大基础公式、定理和概念要点，学会公式互相推导，并做到融会贯通。2、学习物理化学，学好数学是不可缺少的。任何一门科学，数学运用越多，就表示越成熟，越完善。在学习中要求掌握必要的数学推导诸如微分，积分，全微分等知识。3、学习物理化学，不做习题是不行的。多找习题库的习题练习，越多越好，做习题是巩固课堂所学，加深对理论知识的理解，掌握解题的规律，是不可缺少的环节。4、理论联系实践，认真地准备、完成物化实验及实验报告，对实验中的现象和记录的数据认真分析，以便形成物理概念，这对理论知识的认识及巩固会有很好的效果。5、多和同学、老师交流，探讨学习中遇到的难题，在别人帮助下解决了难题或是帮助别人解决了问题，都会体会到自己在这个方面的进步，加深理解。
采纳率：91%
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