天津大学物理化学知识点归纳.docx
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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -气体的 pvT 关系一、 抱负气体状态方程pV= ( m/M ) RT= nRT( 1.1)或 pV m=p( V/n )=RT( 1.2)式中p、V 、T 及 n 的单位分别为Pa、m3、K 及mol 。V m=V/n称为气体的摩尔体积,其单位为m3 mol 。 R=8.314510J mol -1 K -1 称为摩尔气体常数。此式适用于抱负,近似于的适用于低压下的真实气体。二、抱负气体混合物1抱负气体混合物的状态方程( 1.3)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结pV=nRT= (nB )
2、 RTB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结pV=mRT/M mix( 1.4)式中 M mix 为混合物的摩尔质量,其可表示为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结M mix defy B M B1.5B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结M mix =m/n=mB/n B BB( 1.6)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 M B 为混合物中某一种组分混合系统平均摩尔质量的运算。B 的摩尔质量。以上两式既适用于各种混合气体,也适用于液态或固态等匀称相2.道尔顿定律pB=nB RT/V=y B
3、p( 1.7)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结P=pB B1.8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结抱负气体混合物中某一种组分 B 的分压等于该组分单独存在于混合气体的温度 T 及总体积 V 的条件下所具有的压力。 而混合气体的总压即等于各组分单独存在于混合气体的温度、 体积条件下产生压力的总和。 以上两式适用于抱负气体混合系统,也近似适用于低压混合系统。3.阿马加定律V B* =nBRT/p=y B V( 1.9)V= V B*( 1.10)V B* 表示抱负气体混合物中物质B 的分体积,等于纯气体B 在混合物的温度及总压条件下所占有的体积。抱负气体混合物的体积具
4、有加和性,在相同温度、压力下,混合后的总体积等于混合前各组分的体积之和。以上两式适用于抱负气体混合系统,也近似适用于低压混合系统。三、临界参数每种液体都存在有一个特别的温度,在该温度以上,无论加多大压力,都不行能使气体液化,我们把这个温度称为临界温度,以Tc 或 tc 表示。我们将临界温度Tc 时的饱和蒸气压称为临界压力,以pc 表示。在临界温度和临界压力下,物质的摩尔体积称为临界摩尔体积,以V m,c 表示。临界温度、临界压力下的状态称为临界状态。四、真实气体状态方程1.范德华方程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结m( p+a/V2) V m-b=RT1.11可编辑资料 - -
5、 - 欢迎下载精品名师归纳总结或( p+an2/V 2 ) V-nb=nRT1.12上述两式中的a 和 b 可视为仅与气体种类有关而与温度无关的常数,称为范德华常数。 a 的单位为Pa mol,b 的单位是m mol.3-1。该方程适用于几个兆帕气压范畴内实际气体p、V 、T 的运算。2.维里方程Zp , T=1+Bp+Cp+Dp+( 1.13)或ZV m, ,T=1+B/V m+C / V m2 +D/ V m3 +( 1.14)上述两式中的Z 均为实际气体的压缩因子。比例常数 B ,C,D 的单位分别为Pa-1,Pa-2,Pa-3;比例常数 B,C,D 的单位分别为摩尔体积单位V m的一次
6、方,二次方,三次方。它们依次称为其次,第三,第四维里系数。这两种大小不等,单位不同的维里系数不仅与气体种类有关,而且仍是温度的函数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 25 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -该方程所能适用的最高压力一般只有一两个MPa,仍不能适用于高压范畴。五、对应状态原理及压缩因子1.压缩因子的对应式Z def PV/nRT =pV m/RT( 1.15)压缩因
7、子Z 是个量纲为1 的纯数,抱负气体的压缩因子恒为1。肯定量实际气体的压缩因子不仅与气体的T ,P有关,而且仍与气体的性质有关。在任意温度下的任意实际气体,当压力趋于零时,压缩因子皆趋于1。此式适用于纯实际气体或实际气体混合系统在任意2.对应状态原理T, p 下压缩因子的运算。Pr=p/p c1.16V r=V m/V m,c1.17T=T/T c1.18pr、V r、T c 分别称为对比压力、对比体积和对比温度,又统称为气体的对比参数,三个量的量纲均为1。各种不同的气体,只要有两个对比参数相同,就第三个对比参数必定(大致)相同,这就是对应状态原理。第一章热力学第肯定律一、 热力学基本概念1.
8、 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,状态函数的转变为定值。系统复原原先状态,状态函数亦复原到原值。2. 热力学平稳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,就称系统处于 热力学平稳态。热力学平稳须同时满意平稳( T=0 )、力平稳 ( p=0 )、相平稳 ( =0)和化学平稳 ( G=0) 4 个条件。二、热力学第肯定律的数学表达式1. U=Q+W或 dU= Q+ W= Q-p ambdV+ W规定系统吸热为正,放热为负。系统得功为正,对环
9、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体积功的定义和运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: W=-p ambdV( 1)气体向真空膨胀时体积功所的运算W=0( 2)恒外压过程体积功 W=p amb( V 1-V 2) =-pamb V 对于抱负气体恒压变温过程W=-p V=-nR T( 3)可逆过程体积功V2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结W r=pdVV1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 抱负气体恒温可逆过程体积功V2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结W r=pdV
10、 =-nRTlnV 1 /V 2=-nRTlnp 1/p 2V1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5 可逆相变体积功W=-pdV三、恒热容、恒压热,焓1.焓的定义式可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 25 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -H defU + p V2焓变( 1) H= U+ pV式中 pV 为 p V 乘积的增量,只有在恒压下pV=pV 2-V 1在数
11、值上等于体积功。T 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结( 2) H=nC p, mdTT1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结此式适用于抱负气体单纯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。3. 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。T 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结U=nCv , m dT = nCv ,(mT1T2 - T1)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 Cv ,m 为摩尔定容热容。此式适用于n、CV,m 恒定,抱负气
12、体单纯p、V 、T 变化的一切过程。4. 热容( 1)定义当一系统由于加给一微小的热容量Q 而温度上升dT 时, Q/dT 这个量即热容。( 2)摩尔定容热容CV ,m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 U mCV, m=CV /n= TV封闭系统,恒容,W 非 =0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 摩尔定压热容Cp,m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结CpCp,m=n H mT(封闭系统,恒压,W 非 =0)P可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 C p, m 与 CV, m 的关系系统为抱负气体,就有Cp, m CV , m=R系
13、统为凝结物质,就有Cp, m CV , m 0( 5)热容与温度的关系,通常可以表示成如下的体会式2Cp, m=a+bT+cT或 Cp, m=a+bT+cT -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,要留意所适用的温度范畴。( 6)平均摩尔定压热容C p,m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C p,m =T2nC p,m dTT1T 2-T 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R四、抱负气体可逆绝热过程方程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结CRT2T1V ,m V2V1=1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资
14、料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结CT2T1p ,mp2p1=1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结p2p1V2V1=1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结上式 = Cp ,m / Cv ,m ,称为热容比(以前称为绝热指数),以上三式适用于Cv ,m 为常数,抱负气体可逆绝热过程,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结p,V,T 的运算。五、反应进度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 25 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品
15、名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - - = nB/v B上式适用于反应开头时的反应进度为零的情形,nB=nB-n B, 0, nB ,0 为反应前B 的物质的量。 B 为 B 的反应运算数,其量纲为1。的单位为mol 。六、热效应的运算1.不做非体积功的恒压过程T 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Qp=H=nC p, mdTT1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.不做非体积功的恒容过程T 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Qv=U=nC v, mdTT1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳
16、总结3.化学反应恒压热效应与恒容热效应关系Qp- Q v= nRT4.由标准摩尔生成焓求标准摩尔反应焓变可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 rH m =v B fBH m B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5 由标准摩尔燃烧焓求标准摩尔反应焓变可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 rH m =vB C H m BB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6.rH m 与温度的关系基希霍夫方程的积分形式T2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 rH m T 2=rH m T 1+ rC p ,m BdTT1可编辑资料 - - - 欢迎
17、下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结基希霍夫方程的微分形式d rH m = r C p,m dT=BvBCp ,m B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结七、节流膨胀系数的定义式 J-T=( T/ p) H J-T 又称为焦耳 汤姆逊系数其次章热力学其次定律一、 卡诺循环1 热机效率 =-W/Q 1=Q 1+Q 2/Q1 =T 1-T2 /T 1式中 Q1 和 Q2 分别为工质在循环过程中从高温热源T1 吸取热量和向低温热源T2 放出热量这两个过程的可逆热。此式适用于在两个不同的温度之间工作的热机所进行的一切可逆循环。2卡诺循环全部工作于两个确定温度
18、之间的热机,以可逆热机效率最大。 1r r可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结即是 Q1/T 1+Q 2/T 2 0不行逆循环可逆循环可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 T1 、T 2 为高低温热源的温度。可逆时等于系统的温度。二、热力学其次定律1.克劳修斯说法 “不行能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。”2.开尔文说法 “不行能从单一热源吸取热量使之完全转变为功而不产生其他影响。”可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 25 页 - - - - - - - - - -可编
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