熱力學第一定律
功:δw=δwe+δwf
(1) 膨脹功 δwe=p外dv 膨脹功為正,壓縮功為負。
(2) 非膨脹功δwf=xdy
熱 q:體系吸熱為正,放熱為負。
熱力學第一定律: △u=q—w 焓 h=u+pv
理想氣體的內能和焓只是溫度的單值函式。
熱容 c=δq/dt
(1) 等壓熱容:cp=δqp/dt= (h/t)p
(2) 等容熱容:cv=δqv/dt= (u/t)v
等壓熱容與等容熱容之差:
(1)任意體系 cp —cv=[p+(u/v)t](v/t)p
(2)理想氣體 cp —cv=nr
理想氣體絕熱可逆過程方程:
pvγ=常數 tvγ-1=常數 p1-γtγ=常數 γ=cp/ cv
理想氣體絕熱功:w=cv(t1—t2)=(p1v1—p2v2)
理想氣體多方可逆過程:w=(t1—t2)
熱機效率冷凍係數:β=-q1/w
可逆製冷機冷凍係數:β=
焦湯係數: μj-t==-
實際氣體的δh和δu:
δu=+ δh=+
化學反應的等壓熱效應與等容熱效應的關係:qp=qv+δnrt
當反應進度 ξ=1mol時, δrhm=δrum+rt
化學反應熱效應與溫度的關係:
熱力學第二定律
clausius不等式:
熵函式的定義:ds=δqr/tboltzman熵定理:s=klnω
helmbolz自由能定義:f=u—ts gibbs自由能定義:g=h-ts
熱力學基本公式:
(1) 組成恆定、不作非膨脹功的封閉體系的熱力學基本方程:
du=tds-pdv dh=tds+vdp
df=-sdt-pdv dg=-sdt+vdp
(2) maxwell關係:
(3) 熱容與t、s、p、v的關係:
cv=t cp=t
gibbs自由能與溫度的關係:gibbs-helmholtz公式 =-
單組分體系的兩相平衡:
(1)clapeyron方程式:= 式中x代表vap,fus,sub。
(2)clausius-clapeyron方程式(兩相平衡中一相為氣相):=
(3)外壓對蒸汽壓的影響: pg是在惰性氣體存在總壓為pe時的飽和蒸汽壓。
吉不斯-杜亥姆公式:sdt-vdp+=0
du=tds-pdv+ dh=tds+vdp+
df=-sdt-pdv+ dg=-sdt+vdp+
在等溫過程中,乙個封閉體系所能做的最大功等於其helmbolz自由能的減少。等溫等壓下,乙個封閉體系所能做的最大非膨脹功等於其gibbs自由能的減少。
統計熱力學
波茲曼公式:s=klnω
一種分布的微觀狀態數:定位體系:ti=n! 非定位體系:ti波茲曼分布:=
在a、b兩個能級上粒子數之比:=
波色-愛因斯坦統計:ni= 費公尺-狄拉克統計:ni=
分子配分函式定義:q= -i為能級能量
q= -i為量子態能量
分子配分函式的分離:q=qnqeqtqrqv
能級能量公式:平動:εt=
轉動:εr= 振動:εv=
分子配分函式表示式:平動:當所有的平動能級幾乎都可被分子到達時
一維:qt= 二維:qt=a 三維:qt=
轉動:線性qr為轉動特徵溫度
非線性qr=
振動:雙原子分子qv== =為振動特徵溫度
多原子線性:qv= 多原子非線性:qv=
電子運動:qe=(2j+1) 原子核運動:qn=(2sn+1)
熱力學函式表示式:
f=-ktlnqn(定位f=-ktln(非定位)
s=klnqn+nkt(定位) s=kln+nkt(非定位)
g=-ktlnqn+nktv(定位)
g=-ktln+nktv(非定位)
u=nkt2h=nkt2+nktv
p=nktcv=
一些基本過程的δs、δg、δf的運算公式(wf=0)
一些基本過程的w、q、δu、δh的運算公式(wf=0)
溶液-多組分體系體系熱力學在溶液中的應用
溶液組成的表示法:(1)物質的量分數:(2)質量摩爾濃度:(3)物質的量濃度: (4)質量濃度
拉烏爾定律亨利定律:
化學勢的各種表示式和某些符號的物理意義:
氣體:(1)純理想氣體的化學勢標準態:任意溫度,p=pφ=101325pa。μφ(t)為標準態時的化學勢
(2)純實際氣體的化學勢標準態:任意溫度,f=pφ且復合理想氣體行為的假想態(即p=pφ,γ=1),μφ(t)為標準態時的化學勢。
(3) 混合理想氣體中組分b的化學勢因為所以不是標準態時的化學勢,是純b氣體在指定t、p時的化學勢。
溶液:(1) 理想溶液組分的化學勢
所以不是標準態時的化學勢而是溫度為t、溶液上方總壓為p時,純液體b的化學勢。
(2) 稀溶液中各組分的化學勢
溶劑: 不是標準態時的化學勢而是溫度為t、溶液上方總壓為p時,純溶劑a的化學勢。
溶質:,,均不是標準態時的化學勢,均是t,p的函式,它們分別為:當xb=1,mb=1molkg-1,cb=1moldm-3時且服從亨利定律的那個假想態的化學勢。
(4) 非理想溶液中各組分的化學勢
溶劑: 不是標準態的化學勢,而是aa,x=1即xa=1,γa=1的純組分a的化學勢。
溶質:,,均不是標準態時的化學勢,均是t,p的函式,它們分別為:當ab,x=1,ab,m=1,ab,c=1時且服從亨利定律的那個假想態的化學勢。
(4)活度a的求算公式:
蒸汽壓法:溶劑aa=γaxa=pa /pa * 溶質:ab=γbxb=pa /kc
凝固點下降法:溶劑
gibbs-duhem公式從溶質(劑)的活度求溶劑(質)的活度。
(5)理想溶液與非理想溶液性質:
理想溶液
非理想溶液:
超額函式:
溶液熱力學中的重要公式:
(1) gibbs-duhem公式
(2) duhem-margule公式: 對二組分體系:
稀溶液依數性:
(1)凝固點降低:
(2)沸點公升高:
(3)滲透壓:
化平衡學
化學反應親和勢:a=-
化學反應等溫式:
平衡常數的表示式:
溫度,壓力及惰性氣體對化學平衡的影響:
電解質溶液
法拉第定律:q=nzf m=
t+=====
r+為離子移動速率,u+( u-)為正(負)離子的電遷移率(亦稱淌度)。
近似濃度不太大的強電解質溶液)
離子遷移數:tb1
電導:g=1/r=i/u=ka/l
電導率:k=1/ρ 單位:s·m-1 莫爾電導率:λm=kvm=k/c 單位s·m2·mol-1
科爾勞烏施經驗式:λm=
離子獨立移動定律:=
奧斯特瓦兒德稀釋定律:=
平均質量摩爾濃度:=
平均活度係數:= 平均活度:==
電解質b的活度:ab==
m+=v+mb m-=v-mb
離子強度:i=
德拜-休克爾公式:lg=-a|z+z--|
可逆電池的電動勢及其應用
(δrg)t,p=-wf,max (δrgm)t,p=zef
nernst equation:若電池反應為 cc+dd=gg+hh
e=eφ-
標準電動勢eφ與平衡常數kφ的關係:eφ=
還原電極電勢的計算公式:=
計算電池反應的有關熱力學函式變化值:=
=-zef+ qr=t=
zf zf=
電極書面表示所採用的規則:負極寫在左方,進行氧化反應(是陽極),正極寫在右方,進行還原反應(是陰極)
電動勢測定的應用:
(1) 求熱力學函式變數δrgm、δrgmφ、、及電池的可逆熱效應qr等。
(2) 求氧化還原反應的熱力學平衡常數kφ值:kφ= eφ=e=
(3) 求難溶鹽的溶度積ksp、水的離子積kw及弱酸弱鹼的電離常數等。
(4) 求電解質溶液的平均活度係數和電極的值。
(5) 從液接電勢求離子的遷移數。pt,h2(p)|hcl(m)|hcl(m』)| h2(p),pt
1-1價型:ej=e=ec+ej=
**型:mz+az-(m1)|mz+az-(m2) ej=
(6) 利用醌氫醌電極或玻璃電極測定溶液的ph
電解與極化作用
e分解=e可逆+δe不可逆+ir
δe不可逆=η陰+η陽
η陰=(φ可逆-φ不可逆)陰 η陽=(φ不可逆-φ可逆)陽
φ陽,析出=φ陽,可逆+η陽陰,析出=φ陰,可逆-η陰
η=a+blnj
e(實際分解)=e(理論分解)+η(陰)+η(陽)+ir
對電解池,由於超電勢的存在,總是使外加電壓增加而多消耗電能;對原電池,由於超電勢的存在,使電池電動勢變小而降低了對外作功的能力。
在陰極上,(還原)電勢愈正者,其氧化態愈先還原而析出;同理,在陽機上,則(還原)電勢愈負者其還原態愈先氧化而析出。(需外加電壓小)
高中物理化學公式大全
注意都是在什麼條件下用比較好?在什麼條件不知或不需要知道或者也用不到時,該用哪個公式?4 初速為零的勻加速直線運動,在1s 2s 3s ns內的位移之比為12 22 32 n2 在第1s 內 第 2s內 第3s內 第ns內的位移之比為1 3 5 2n 1 在第1公尺內 第2公尺內 第3公尺內 第n公...
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物理化學實現報告
姓名 劉珍 學號 24102701902 序號 24 系別 南湖工程 班級 10製藥 指導老師 張建策 實驗日期 3月7日 實驗一 恆溫槽效能測試 一 實驗目的 1.了解恆溫槽的構造及恆溫原理,初步掌握其裝配和除錯的基本技術。2.繪製恆溫槽靈敏度曲線,學會分析恆溫槽的效能。3.掌握水銀接點溫度計,繼...