物化公式总结(傅献彩第五版)

物理化学（第五版）公式总结傅献彩版专业：化学姓名：XXX学号：XXX0物化公式总结第一章气体分子动理论内容公式使用条件气体分子动理论的基本公式231mnuP231mNuPV统计概念压力和温度的统计概念)(212TfmuEt统计概念Boyle-Marriote定律PV=C定TCharles-Gay-Lussac定律TCVt'定PAvogadro定律同温同压下，同体积的各种气体所含有的分子个数相同理想气体状态方程式nRTRTMmpV)/(RTnVppV)/(mp，V，T，n——Pa，m3，K，molR=8.3145J·mol-1·K-1TNkPVnRTPVB(LRkLNnB)此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体Dalton分压定律imixixNNPPPPP......21任意气体，T,V一定对于理想气体VRTnp/BBAmagat分体积定律iiVxVVVV......21任意气体，T，P一定分子平均平动能与温度关系TkEBt231摩尔气体常数113145.6)()(00KmolJRTPVPVPmPMaxwell速率分布定律225.1)2exp()2(4)(vkTmvkTmvf三个统计平均值最概然速率MRTmTkvBm22数学平均速率mkTva8231mnuP根均方速率mkTu3分子平均动能的分布dEkTEkTNdNkTENNkTENNEEEE)exp()exp()exp(2111气体分子在重力场中的分布kTmghnnkTmghkTmghppRTMghpp-exp-exp-exp-exp000000~h的高度T不变液体中有悬浮颗粒（悬浮颗粒：.,,Vm）))(0()1()1(000kTghmnnmmmVgmg2分子平均自由程ndndl22707.021分子互碰频率)11122(82222BABAABBAABMMdddnnRTdzMRTdnz分子与器壁的碰撞频率MRTpLzzmkTpz2''2''(单位时间内碰到器壁上的分子数以mol记)分子的隙流ABBAmmvvMRTnmkTpmkTnv''222'压缩因子ZnRTpVRTpVZmZ1，同温同压下V实V理，易压缩Z1，同温同压下V实V理，不易压缩Z的量纲为一。压缩因子图可用于查找在任意条件下实际气体的压缩因子。但计算结果常产生较大的误差，只适用于近似计算。Boyle温度0)(0,pTmppV(RbaTB)当气体高于TB时，气体可压缩性小，难以液化范德华方程RTbVVap))(/(m2mnRTnbVVanp))(/(22a的单位：Pa·m6·mol-2，b的单位：m3·mol-1a和b皆为只与气体的种类有关的常数，称为范德华常数；此式适用于最高压力为几个MPa的中压范围内实际气体p，V，T，n的相互计算3其他状态方程...'''...::222VCVBApVCpBpApVOnneshKammerlingVabVRTpWaalsdervanmmVanderWaals方程式的等温线ccccccmccccmpRTbpTRaTVpRbapRbaTbV864273827278322,2,对比状态和对比压力ccmmcTTVVpp,,8)13()3(,21、适用于范德华公式的气体2、凡是组成、结构、分子大小相近的物质都能比较严格地遵守对比状态定律压缩因子图RTccpcVmZ,不受限制第二章热力学第一定律内容公式使用条件系统的性质广度性质（容量性质）V、m、S、U加和性强度性质T、p、、粘度数学上是零次函数幂，无加和性状态函数U、H、G、S、A热力学第一定律WQU'ambδδδdδdUQWQpVW封闭体系的一切过程4焓定义式焓变)(pVUH恒压下)()(12VVppV在数值上等于体积功。21,TTmpdTnCH1.理想气体单纯pVT变化的一切过程2.真实气体的恒压变温过程3.纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程热力学能21,TTmVdTnCU理想气体单纯pVT变化的一切过程热容恒容热容δ/d(/)VVVCQTUT无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒容过程恒压热容δ/d(/)pppCQTHT无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压过程定义pvTHCpTUCv)(,)(Cp-CvRCRCmpmv25,23,,,m,mpVCCR理想气体Cp,m-T23,mpCabTcTdT......''')(21,TcTbaTCmpa,b,c及d对指定气体皆为经验常数，由各种物质自身的特性决定平均摩尔定压热容21,m,m21d/()TppTCTTTC摩尔蒸发焓与温度的关系21vapm2vapm1vap,m()()dTpTHTHTCT或vapmvap,m(/)ppHTCvap,mpC=,mpC(g)—,mpC(l)恒压蒸发过程体积功定义式VpWdamb或VpWdamb任意)()(1221TTnRVVpW理想气体恒压过程)(21ambVVpW恒外压过程)/ln()/ln(d121221ppnRTVVnRTVpWVV理想气体恒温可逆过程等温可逆膨胀系统做功最大，等温可逆压缩环境对系统做功最小pVUH5,m21()VWUnCTT,mVC为常数的理想气体绝热过程理想气体可逆绝热过程方程常数TV常数PV常数TP1绝热系数（热容比）：,m,m/pVCC,mVC、mpC,为常数，封闭系统理想气体可逆绝热过程p，V，T的计算等压/等容热效应)(RTnQQvp或)(RTnUHrrr反应进度BB/n反应开始时的反应进度为零的情况，B,0BBnnn，B,0n为反应前B的物质的量。B为B的反应计量系数，其量纲为一。的量纲为mol。标准摩尔反应焓θθθrmBfmBcm(B,)(B,)HHH=1mol，标准状态下的反应标准摩尔离子生成焓),(BHHmfBmolsmrH与温度的关系21θθrm2rm1r,m()()dTpTHTHTCTr,m,mB(B)ppCC，适用于恒压反应(ΔCp=0，ΔH和ΔS与T无关)热机效率)0(1-1chchchhchchQQQQQQQhWTTTTT可逆热机的转换系数只与两个热源的温度有关，两个热源的温度越大，转换系数越大，热量的利用率也就越完全。在等温的循环过程中转换系数等于零，及热一点也不能转化为功hchcTTQQ11或0hhccTTQQ冷冻系数chccTTTWQ'Gay-Lussac-Joule实验)()(THHTUU理想气体节流膨胀(Joule-Thomson)效应定义式JT(/)HTp等焓过程，TJ又称为焦耳-汤姆逊系数大小理想气体：0TJ0TJ，随着P下降，温度降低0TJ，随着P下降，温度升高当μJ-T=0时的温度称为转化温度，在此温度下，气体节流膨胀温度不变；理想气体的μJ-T为零，实际气体的μJ-T不为零；T-P图；μJ-T0,制冷区；μJ-T0,制热去等焓过程理想气体等温可逆压缩、膨胀式等焓过程6第三章热力学第二定律内容公式使用条件热机效率)0(11-chchchhchchhQQQQQQTTTTTQW式中hQ和cQ分别为工质在循环过程中从高温热源Th吸收的热量和向低温热源Tc放出的热。W为在循环过程中热机中的工质对环境所作的功。此式适用于在任意两个不同温度的热源之间一切可逆循环过程。卡诺定理所有工作于同温热源与同温冷源之间的热机，其效应都不可能超过可逆机推论：所有工作于同温热源与同温冷源之间的热机，其效率都相等。卡诺定理原则上解决了热效率的极限值问题卡诺定理的重要结论2211//TQTQ可逆循环不可逆循环,,00任意可逆循环的热温商之和为零，不可逆循环的热温商之和必小于零。熵的定义克劳修斯不等式dS//QTQTδ,δ,可逆不可逆热力学第二定律最普遍的表达式熵判据sursysisoSSS0,0,不可逆可逆在隔离系统中，不可逆过程即自发过程。可逆，即系统内部及系统与环境之间皆处于平衡态。在隔离系统中，一切自动进行的过程。隔离系统熵增原理隔离系统的熵永不减少，这称之为熵增原理隔离系统环境的熵变sursyssursursurTQTQS//任何情况熵变计算的主要公式222r111δddddQUpVHVpSTTT封闭系统，一切0W的可逆过程的S计算式，皆可由上式导出,m2121ln(/)ln(/)VSnCTTnRVV,m2112ln(/)ln(/)pSnCTTnRpp封闭系统、理想气体、,mVC为常数，只有pVT变化的一切过程rdδ/SQT7,m21,m21ln(/)ln(/)VpSnCppnCVVT2112ln(/)ln(/)SnRVVnRpp＝n一定、理想气体、恒温过程或始末态温度相等的过程,m21ln(/)pSnCTTn一定、,mpC为常数、任意物质的恒压过程或始末态压力相等的过程相变过程的熵变THS物质的量n一定，等温等压可逆相变混合气体BBBmixxnRSln理想气体等温等压混合过程，符合分体积定律：/VVxBB(总)，即每种气体单独存在时的压力都相等，并等于气体的总压力热力学第三定律0)0K,(m完美晶体S代表纯物质。上述两式只适用于完美晶体标准摩反应熵)B(BmBmrSS2rm2rm1r,m1()()(/)dpSTSTCTTr,mpC=B,mB(B)pC，适用于在标准状态下，反应进度为1mol时，任一化学反应在任一温度下，标准摩尔反应熵的计算Helmholtz自由能定义：推导：dAW或AW意义：在等温过程中，一个封闭系统所能做的最大功等于其Helmholtz自由能的减少Helmholtz自由能推论0A或0An一定的恒温恒容可逆过程,不等号适用于不可逆过程Helmholtz自由能数判据0)(0,,WfVTdA平衡自发,0,0只有在恒温恒容，且不做非体积功的条件下，才可用A作为过程的判据Gibbs自由能定义:,结论：dGWf或fWdG意义：在等温、等压条件下，一个封闭系统所能做的最大功等于其Gibbs自由能的减少Gibbs自由能推论0G或0Gn一定的等温恒压可逆过程,不等号适用于不可逆过程吉布斯函数判据0)(0,,WfVTdG平衡自发,,00只有在恒温恒压，且不做非体积功的条件下，才可用G作为过程的判据变化的熵判据0)(,VUdS隔离系统0)(limm完美晶体ST0TSHGTSUA8方向与平衡条件Helmholtz自由能据0)(0,,WfVTdA等温等容不做其他功Gibbs自由能据0)(0,,WfVTdG等温等压不做其他功ΔG的计算等温物理变化)(0pdVWdAGe等温等压可逆相变21PPVdpG(理想气体：2112lnln21VVnRTppnRTpnRTGPP)等温，系统从P1、V1改变到P2、V2，不做非膨胀功化学反应ppmrQRTKRTGlnln（van’tHoff等温式）热力学基本方程式ddddddddddddUTSpVHTSVpASTpVGSTVp热力学基本方程适用于封闭的热力学平衡系统所