物理化学知识点归纳.doc

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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：
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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
2．焓变
（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=
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此式适用于理想气体单纯p VT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。
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
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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。
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六、热效应的计算

Qp=△H=

Qv=△U=

Qp- Qv=(△n)RT

=
5由标准摩尔燃烧焓求标准摩尔反应焓变
=—

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。
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（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 -1K-1。
解题思路：需先利用理想气体状态方程计算有关状态：
(T