物理化學(xué) (5)基礎(chǔ)藥學(xué)

物理化學(xué)

PhysicalChemistry

物理化學(xué)多媒體課件劉洋緒論化學(xué)無機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)物理化學(xué)分析化學(xué)化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)量子化學(xué)電化學(xué)表面化學(xué)一、物理化學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容什么是物理化學(xué)化學(xué)現(xiàn)象與物理現(xiàn)象的聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)伴隨發(fā)生影響物理現(xiàn)象物理化學(xué)由此聯(lián)系出發(fā)研究化學(xué)反應(yīng)的普遍規(guī)律物理化學(xué)的研究方法（理論基礎(chǔ)、試驗(yàn)方法、數(shù)學(xué)演示）(一)物理化學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容（1）化學(xué)熱力學(xué)：方向、限度、能量轉(zhuǎn)換、宏觀性質(zhì)（2）化學(xué)動(dòng)力學(xué)：反應(yīng)速率及機(jī)理（3）物質(zhì)結(jié)構(gòu)：宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系（二）物理化學(xué)的學(xué)習(xí)方法第一章熱力學(xué)第一定律化學(xué)熱力學(xué)研究的內(nèi)容熱力學(xué)的特點(diǎn)：

第一節(jié)熱力學(xué)概論研究對(duì)象是宏觀的研究方法是宏觀的不涉及時(shí)間這個(gè)變量第二節(jié)熱力學(xué)基本概念定義：系統(tǒng)——研究對(duì)象（也成體系）環(huán)境——與系統(tǒng)有相互作用的外界系統(tǒng)的分類：一、系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)敞開系統(tǒng)（開放系統(tǒng)）封閉系統(tǒng)孤立系統(tǒng)定義：狀態(tài)平衡態(tài)平衡態(tài)包括的具體內(nèi)容：二、熱力學(xué)平衡態(tài)平衡態(tài)熱平衡力學(xué)平衡相平衡化學(xué)平衡定義：由系統(tǒng)狀態(tài)確定的系統(tǒng)的各種熱力學(xué)性質(zhì)特點(diǎn)：（1）是狀態(tài)的單值函數(shù)（2）改變化量決定于初末狀態(tài)（3）狀態(tài)函數(shù)的微小變化在數(shù)學(xué)上是全微分三、狀態(tài)函數(shù)與狀態(tài)方程（一）狀態(tài)函數(shù)單位：pPa、V

m3、T

K

n

mol、R

Jmol-1K-1

R

摩爾氣體常數(shù)

R＝8.314510Jmol-1K-1

pV=nRT（二）狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程也可表示為：pVm=RTpV=(m/M)RT以此可相互計(jì)算p,V,T,n,m,M,

(=m/V)按系統(tǒng)初末狀態(tài)變化四、過程與途徑簡單狀態(tài)變化過程：（即P、V、T）相變化過程：相變、混合等化學(xué)變化過程：按變化條件的不同等溫過程：T1=T2=T環(huán)等壓過程：P1=P2=P環(huán)等容過程：V絕熱過程：循環(huán)過程：定義：符號(hào)：Q和W是過程量：五、熱和功由于溫度不同而在系統(tǒng)與環(huán)境之間傳遞的能量，稱為熱。Q除熱以外，在系統(tǒng)與環(huán)境之間傳遞的能量，稱為功。W系統(tǒng)吸熱：Q＞0系統(tǒng)放熱：Q＜0系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作功：W＜0環(huán)境對(duì)系統(tǒng)作功：W＞0系統(tǒng)的能量六、熱力學(xué)能動(dòng)能勢能機(jī)械能定義、意義也稱熱力學(xué)能，U（1）內(nèi)能是系統(tǒng)的性質(zhì)，或者稱狀態(tài)函數(shù)（2）沒有絕對(duì)值內(nèi)能第三節(jié)熱力學(xué)第一定律定律：數(shù)學(xué)表達(dá)式：一、熱力學(xué)第一定律能量守恒，表述方式很多（第一永動(dòng)機(jī)不可能）ΔU=U2-U1=Q+W使用于非敞開系統(tǒng)二功的計(jì)算（一）功的分類功體積功（）非體積功（）電功表面功光軸功（二）體積功怎么算系統(tǒng)、v若體積膨脹或壓縮dV（即VV+dV）則（1）環(huán)境壓力做被積函數(shù)（2）此式中的W與熱力學(xué)表達(dá)式中的W不同（3）具體過程的體積功等外壓過程等壓過程自由膨脹等容過程理想氣體等溫可逆過程1、理想活塞2、外界壓強(qiáng)與系統(tǒng)壓強(qiáng)無限接近例題1、用管道輸送天然氣，當(dāng)輸送壓力為200kPa，溫度為25℃時(shí)，管道內(nèi)天然氣的密度為多少？假設(shè)天然氣可看作是純的甲烷。解：由題可知P=200×103Pa、T=25+273.15K、M=16.04×10-3kg.mol-1∵

=m/Vm=nMV=nRT/p例題2：今有2molH2，起始體積為15×10-3m3，若在恒定溫度298.2K時(shí)，經(jīng)下列過程膨脹至體積為50×10-3m3，試計(jì)算個(gè)過程的功W。（H2