物理化学知识点归纳.doc

热力学第一定律
热力学基本概念
状态函数
状态函数，是指状态所持有的、描述系统状态的宏观物理量，也称为状态性质或状态变量。系统有确定的状态,状态函数就有定值;系统始、终态确定后,状态函数的改变为定值；系统恢复原来状态，状态函数亦恢复到原值。
热力学平衡态
在指定外界条件下,无论系统与环境是否完全隔离,系统各个相的宏观性质均不随时间发生变化,则称系统处于热力学平衡态。热力学平衡须同时满足平衡（△Ｔ=０）、力平衡（△p=0)、相平衡（△μ＝０)和化学平衡（△Ｇ＝0)４个条件。
二、热力学第一定律的数学表达式
1．△U=Ｑ+Ｗ
或dU＝ΔＱ＋δW=δＱ-paｍｂdV+δW`
规定系统吸热为正，放热为负。系统得功为正，对环境做功为负。式中pａｍb为环境的压力,Ｗ｀为非体积功。上式适用于封闭系统的一切过程。
２．体积功的定义和计算
系统体积的变化而引起的系统和环境交换的功称为体积功。其定义式为:
δＷ＝－pａｍｂdV
气体向真空膨胀时体积功所的计算
W=０
恒外压过程体积功
W=pamb(V1-Ｖ2）=-pamb△V
对于理想气体恒压变温过程
Ｗ=-p△V=－ｎＲ△Ｔ
可逆过程体积功
Ｗr=
(4)理想气体恒温可逆过程体积功　
Wr＝=-nＲＴｌn(V1/V２)=-ｎRTln(ｐ1/p２)
(5)可逆相变体积功
W=-ｐdV
三、恒热容、恒压热，焓

HU ＋ ｐ　V

(1)△H＝△Ｕ+△(pV）
式中△（ｐＶ)为p　V乘积的增量，只有在恒压下△(ｐV)=p(V２－V１）在数值上等于体积功。
(2)△H=
此式适用于理想气体单纯ｐﻩVT变化的一切过程，或真实气体的恒压变温过程,或纯的液、固态物质压力变化不大的变温过程。
内能变
(1）△U＝Qv
式中Qv为恒热容。此式适用于封闭系统，W`＝0、dV＝0的过程。
U=＝
式中为摩尔定容热容。此式适用于ｎ、ＣＶ,m恒定,理想气体单纯ｐ、Ｖ、Ｔ变化的一切过程。
热容
定义
当一系统由于加给一微小的热容量δQ而温度升高dT时,δＱ/ｄＴ这个量即热容。
摩尔定容热容CV,m
ＣV，m=CV/ｎ＝（)Ｖ （封闭系统，恒容,Ｗ非=0)
(3）摩尔定压热容Cp,m
Ｃp，m=　(封闭系统，恒压,W非=0)
(４） Cp, ｍ与 CＶ，m的关系
系统为理想气体，则有Ｃp, ｍ—ＣV,m=Ｒ
系统为凝聚物质,则有Ｃｐ， m—ＣV,m≈０
(５）热容与温度的关系,通常可以表示成如下的经验式
Ｃp， m＝a+ｂＴ＋ｃT2
或Cｐ,　ｍ=a+b`Ｔ+c｀Ｔ-2
式中ａ、b、ｃ、ｂ`及ｃ`对指定气体皆为常数,使用这些公式时,要注意所适用的温度范围。
（6)平均摩尔定压热容p,m
ｐ,m=(Ｔ2－T1)
四、理想气体可逆绝热过程方程

上式γ=/,称为热容比(以前称为绝热指数）,以上三式适用于为常数，理想气体可逆绝热过程,p，V,T的计算。
五、反应进度
ξ＝△nＢ/ｖB
上式适用于反应开始时的反应进度为零的情况,△nＢ=nB-nB，0，nB,０为反应前Ｂ的物质的量。
νB为Ｂ的反应计算数，其量纲为1。ξ的单位为moｌ。
六、热效应的计算
1．不做非体积功的恒压过程
Ｑp＝△H＝

Qｖ=△Ｕ=

Ｑp- Qv=（△ｎ）ＲT
4．由标准摩尔生成焓求标准摩尔反应焓变
=
5由标准摩尔燃烧焓求标准摩尔反应焓变
=—
6． 与温度的关系
基希霍夫方程的积分形式
（Ｔ2)＝ (T1）+　
基希霍夫方程的微分形式
d=△rｄT=
七、体积功
(1)定义式
或　　 　 　
(2）　　适用于理想气体恒压过程。
(3)　　 　　 　适用于恒外压过程。
(４) 适用于理想气体恒温可逆过程。
（5) 　 　　 　　 　 　　适用于为常数的理想气体绝热过程。
典型题示例 　
　1－１　1mｏｌ 理想气体于2７℃　、1０１3２5Pａ状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡,再由该状态恒容升温到97 ℃ ，。求整个过程的W、Q、△U及△H。已知该气体的CV,m　-１ Ｋ－１。
　 　解题思路:需先利用理想气体状态方程计算有关状态:
　 (Ｔ1=２７℃, ｐ1=1０１３25Ｐａ,V１)→（T2=２7℃, p2=p外＝？，V2=？）
　　 　　　　　 　　 　 　　 　 　　 　 →（Ｔ3=97℃,　　p3＝