傅献彩物理化学-第五版总结

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物理化学总复习一、气 体

1. 理想气体定义、微观特征、 PVT关系凡是在任何T、P下均符合理想气体状态方程 的气体称为∽。 微观特征 ①分子本身不具有体积 ②分子间无相互作用力PVT关系

PV nRTm PV RT M

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2. 实际气体对理想气体的偏差、范德华方程

a ( P 2 )(Vm b) RT Vm

na ( P 2 )(V nb) nRT V实际气体方程—压缩因子图

2

PV ZnRT对于理想气体

Z 1

3. 实际气体液化的条件

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T TC

P P

* T

必要条件 充分条件二、热力学基础及应用

1. 热力学第一、二定律表述、数学表达式第一类永动机不能实现

U Q W

第二类永动机不能实现

dS

QT

过程不可逆

过程可逆

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2. 基本概念体系、环境及体系分类； 状态函数及其特点；

功与热及热力学能；焓的定义： H U PV

H U (PV )一定量理想气体的 U、H都仅

是温度的函数

U f (T )

H f (T )

恒压摩尔热容、恒容摩尔热容：

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CP ,m

H m T P

CV ,m

U m T V

理想气体：CP ,m CV ,m R标准生成热、标准燃烧热与标准反应热关系：

r H m (T ) B f H m ( B, T )

B C H m ( B, T )

反应 C( 石) O2 ( g ) CO2 ( g )

r H m (298 K ) C H m (石,298 K )

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r H m (298 K ) f H m (CO2 ,298 K )

反应

H 2 ( g ) 0.5O2 ( g ) H 2O(l )

r H m (298 K ) C H m ( H 2 ,298 K ) f H m ( H 2O, l ,298 K )反应的恒压热效应与恒容热效应的关系： r H m (298 K ) rU m (298 K ) B ( g )RT

如反应

H 2 ( g ) 0.5O2 ( g ) H 2O(l )

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B

( g )RT (0 0.5 1) RT 1.5RT

若反应的 则

B

( g )RT 0

r H m (298 K ) rU m (298 K )

熵函数、亥姆霍兹自由能、吉布斯自由能定义及判据：

dS

QrT

S

2

QrT

1

SU ,V 0

自发过程

可逆过程

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A U TS

A U (TS )自发过程可逆过程

恒温、恒容及无其它功，

AT ,V ,W ' 0 0

G H TS

G H (TS )自发过程可逆过程

恒温、恒压及无其它功，

GT , P ,W ' 0 0第三定律熵： ST

T

QrT

0K

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偏摩尔量、化学势及化学势判据：

Z n B

Z B ,m T , P , nc Z U , H ,V , A, G, S GB ,m T , P , nc有可能发生过程 可逆过程

G B n B

B

B 0

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3. 基本过程、基本公式W、Q、 U、 H、 S 、 A及 G的计算：

理想气体自由膨胀

W Q U H 0

V2 P S nR ln nR ln 1 V1 P2理想气体等温可逆过程

V1 G A T

S nRT ln V2

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U H 0

V2 P W Q nRT ln nRT ln 1 V1 P2 V2 P S nR ln nR ln 1 V1 P2 V1 G A T S nRT ln V2 理想气体等容可逆过程 W 0 U QV nCV ,m dT nCV ,m TT1 T2

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H nCP ,m dT nCP,m TT1

T2

SV

T2

nCV ,m T

T1

T2 dT nCV ,m ln T1

A U (TS ) G H (TS )理想气体等压可逆过程

W PdV P VV1

V2

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U nCV ,m dT nCV ,m TT1

T2

H QP nCP,m dT nCP,m TT1

T2

S P

T2

nCP ,m T

T1

T2 dT nCP ,m ln T1

A U (TS ) G H (TS )理想气体绝热可逆

S 0, Qr 0

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W U nCV ,m dT nCV ,m TT1

T2

W T1

V2

V1

nR(T1 T2 ) PdV 1

H nCP ,m dT nCP,m T

T2

A U (TS ) G H (TS )可逆相变化过程 W

V2

V1

PdV P V

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H n 相 H QP U QP W H P Vn 相 H S T相

G 0

A U (TS )4. 例题

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1. 298K时，将2mol的N2理想气由0.1 MPa恒温可逆压缩到2MPa,试计算此 过程的W、Q、 U、 H、 S及 G 。如果

被压缩了的气体做恒温膨胀再回到原来状态，问此过程的W、Q、 U、 H、 S及

G又是多少？