2022年大学物理化学上册知识点归纳.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章气体的 pvT 关系名师精编优秀资料1.5一、抱负气体状态方程M mix =m/n=Bm B/BnBBpV= (m/M )RT=nRT (1.6 )(1.1 )式中 M B为混合物中某一种组分或 pV m=p (V/n )=RT 的摩尔质量;以上两式既适用于各种(1.2 )混合气体,也适用于液态或固态等均式中 p、V、T 及 n 的单位分别为匀相混合系统平均摩尔质量的运算;Pa、m3、K 及 mol ;Vm=V/n称为气2. 道尔顿定律Bp 体的摩尔体积,其单位为m3 mol ;p B=n BRT/V=yR=8.314510J mol-1
2、K-1 称为摩尔(1.7 )气体常数;此式适用于抱负,近似于地适用P=BpB于低压下的真实气体;1.8 二、抱负气体混合物1抱负气体混合物的状态方程(1.3 )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、pV=nRT= (nB)RT BpV=mRT/Mmix (1.4 )式中 M mix 为混合物的摩尔质量,体积条件下产生压力的总和;以上两名师归纳总结 其可表示为ByBM B 式适用于抱负气体混合系统,也近似第 1 页,共 22 页M mix def适用于低压混合系统;
3、- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3.阿马加定律名师精编优秀资料界温度、临界压力下的状态称为临界VB*=n BRT/p=yBV 状态;四、真实气体状态方程1. 范德华方程(1.9 )V=V B* (1.10 )(p+a/Vm2)Vm-b=RT VB*表示抱负气体混合物中物质B1.11 的分体积,等于纯气体B 在混合物的或(p+an2/V2)V-nb=nRT 温度及总压条件下所占有的体积;理 想气体混合物的体积具有加和性,在1.12 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,也近上述两式中的 a 和
4、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 似适用于低压混合系统;三、临界参数 mol ,b 的单位是 m3mol.-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;每种液体都存在有一个特别名师归纳总结 的温度,在该温度以上,无论加多大2. 维里方程第 2 页,共 22 页压力,都不行能使气体液化,我们把Zp ,T=1+Bp+Cp+Dp+这个温度称为临界温度,以Tc 或 t c 表(1.13 )示;我们将临界温度Tc 时的饱和蒸气或ZV m, ,T=1+B/Vm+C / 压称为临界压力,以p c 表示;在临界V m2 +D/ Vm3 +
5、温度和临界压力下,物质的摩尔体积(1.14 )称为临界摩尔体积,以V m,c 表示;临- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料上述两式中的 Z 均为实际气体 的压缩因子;比例常数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B,C,D 的单位分别为用于纯实际气体或实际气体混合系统 在任意 T,p 下压缩因子的运算;2. 对应状态原理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的一次方,二次方,三次方 ;它们依次称 为其次,第三,第四 维里系数;Pr=p/pc 1.16 这两
6、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;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;V r=V m/V m,c 1.17 T=T/Tc 1.18 p r、V r、T c 分别称为对比压力、 对五、对应状态原理及压缩因子1.压缩因子的对应式比体积和对比温度,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名师归纳总结 ZdefPV/nRT =pVm/RT 同,就第三个对比参数必定(大致)第 3 页,共 22 页(1.15 )相同,这就是对应状态原理;压缩因子 Z 是个量纲为 1 的纯数,其次
7、章热力学第肯定抱负气体的压缩因子恒为1;肯定量实律际气体的压缩因子不仅与气体的T,P一、热力学基本概念有关,而且仍与气体的性质有关;在1.状态函数- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料状态函数,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体积功的定义和运算 系统体积的变化而引起的系统和 环境交换
8、的功称为体积功;其定义式到原值;为:W=-p amb dV 气体向真空膨胀2.热力学平稳态在指定外界条件下,无论系统与(1)环境是否完全隔离,系统各个相的宏时体积功所的运算观性质均不随时间发生变化,就称系W=0 (2)恒外压过程体积统处于热力学平稳态;热力学平稳须功同时满意平稳(T=0 )、力平稳(p=0 )、相平稳( =0 )和化学平稳( G=0 )4 个条件;W=p amb (V1-V 2)=-p amb V 对于抱负气体恒压变温过程W=-p V=-nR T 式二、热力学第肯定律的数学表达(3)可逆过程体积功Wr=V 2V 1p dVW 1. U=Q+W 4抱负气体恒温可逆过程体积功Wr=
9、V 2V 1p dV =-nRTlnV1/V2=-n或 dU= Q+W=Q-p amb dV+ RTlnp 1/p 2 规定系统吸热为正,放热为负;5可逆相变体积功名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - W=-pdV 名师精编优秀资料p 、用于 n、C V,m 恒定,抱负气体单纯三、恒热容、恒压热,焓V、T 变化的一切过程;1.焓的定义式4.热容HdefU + p V (1)定义当一系统由于加给一微小的热容2焓变(1) H= U+ pV 式中 pV为 p V 乘积的增量,量Q 而温度上升 dT 时,Q/dT这个量即热容;
10、(2)摩尔定容热容 CV,只有在恒压下pV=pV 2-V 1在数值m上等于体积功;CV,m=CV/n=U mV 封闭系(2) H=T2nCpdTTT 1统,恒容, W 非=0 3摩尔定压热容 C p,m 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Cp,m =CpH mP(封闭系nT变化不大的变温过程;统,恒压, W 非=0 )3. 内能变 4 C p, m 与 CV,m 的关系 1 U=Qv 系统为抱负气体, 就有 Cp, m CV,式中 Qv 为恒热容;此式适用于封 m=R 闭系统, W=0 、dV=0 的过程;系统为凝结物质, 就有 C
11、p, m CV,名师归纳总结 U=T 2nC v,mdT=m0 第 5 页,共 22 页T 1nC,v(mT 2-T 1)(5)热容与温度的关系,通常可式中C ,vm为摩尔定容热容;此式适以表示成如下的体会式- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Cp, m =a+bT+cT2 名师精编优秀资料六、热效应的运算或 Cp, m =a+bT+cT-21. 不做非体积功的恒压过程Qp= H=T2nCpdT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T 12. 不做非体积功的恒容过程意所适用的温度范畴;(6)平均摩尔定压热容 C p,m Q
12、v= U=T 2nCv,mdTT 1C p,m=T 2nCpdTT2-T1 3. 化学反应恒压热效应与恒容热 效应关系 Qp- Q v= nRT 4. 由标准摩尔生成焓求标准摩尔 反应焓变T 1四、抱负气体可逆绝热过程方程T 2T 1CmV 2V 1R=1 V,T2T1Cmp2p 1R=1 p,p2p 1V 2V 1=1 上式 =C ,m/Cv,m,称为热容比(以rHm=BvBfHmB前称为绝热指数),以上三式适用于5 由标准摩尔燃烧焓求标准摩尔C ,m为常数,抱负气体可逆绝热过程,反应焓变p,V,T 的运算;rHm=vBCHmB五、反应进度B= n B/v B 6. rHm与温度的关系基希霍
13、夫方程的积分形式上式适用于反应开头时的反应进度为零的情形,n B=n B-n B, 0,n B, 0T 2rHmT2= rHmT1+ 为反应前 B 的物质的量;rCp,mB dTT 1B 为 B 的反应运算数,其量纲为 1; 的单位为mol ;基希霍夫方程的微分形式drHm=名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - rCp,mdT=BvBCp,mB名师精编优秀资料即是 Q1/T 1+Q 2/T 2 七、节流膨胀系数的定义式 J-T =(T/ p)HJ-T 又称为焦耳汤姆逊系数0不行逆循环 可逆循环式中 T1、T2 为高低温
14、热源的温度;可逆时等于系统的温度;二、热力学其次定律第三章热力学其次定1. 克劳修斯说法律“ 不行能把热从低温物体传到高 一、卡诺循环温物体而不产生其他影响; ”1 热机效率2. 开尔文说法“ 不行能从单一热源吸取热量使=-W/Q1=Q 1+Q 2/Q 1=T 1-T 2/T1之完全转变为功而不产生其他影响; ”三、熵 1. 熵的定义式中 Q1 和 Q 2 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d SdefQ r/T 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之间的式中 Q r 为系
15、统与环境交换的可 逆热, T 为可逆热 Q r 时系统的温度;2. 克劳修斯不等式dSQ/T,可逆过程Q/T,不行逆过程热机,以可逆热机效率最大;3. 熵判据1r r 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编优秀资料V =- V 1 Siso = Ssys + Samb,0不行逆恒温( T1=T 2) S= nRln0,可逆nRlnp2式中 iso 、sys 和 amb 分别代表p 1名师归纳总结 隔离系统、系统和环境;在隔离系统恒压(p1=p 2) S= nC p,m lnT = T 1第 8 页,共 22 页
16、中,不行逆过程即自发过程;可逆,n C p ,m l nV2即系统内部及系统与环境之间处于平V 1衡态;在隔离系统中,一切自动进行恒容(V 1=V 2) S= nC V,m lnT = T 1的过程都是向熵增大的方向进行,这n C V ,m lnp2称为熵增原理;此式只适用于隔离系p1统;凝结相系统四、熵变的运算 S=2 Qr1.单纯的 PVT 变化1T恒容 S =T 2nCv,mdT过程中无相变化和化学变化,T 1TW=0 ,可逆;恒压 S=T2nCp,mdTT 1TS=2 Qr=2dUTpdV=2dHTVdp恒温 S=Q r/T 1T112. 相变化抱负气体系统可逆变化S=H/T S=nC
17、 V,m lnT +nRln T 1V = V 1不行逆相变,通常设计一条要包nC p,m lnT - nRln T 1p2= n C p ,m l 括可逆相变步骤在内的可逆途径,此p1可逆途径的热温熵才是该不行逆过程nV + n C V ,m ln V 1p2的熵变;p 13. 环境熵差及隔离系统熵差的计- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 算名师精编优秀资料2. 亥姆霍兹函数判据 Samb =2Q ramb= Q amb / dA T,V 0自发(不行逆)平稳(可逆)1TTamb =- Q sys / Tamb在恒温恒容且不涉及非体积功时,才能用A 判
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- 2022 大学物理 化学 上册 知识点 归纳
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