




版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、 化學(xué)現(xiàn)象與物理現(xiàn)象的聯(lián)系一、什么是物理化學(xué)一、什么是物理化學(xué)化學(xué)反應(yīng) 物理現(xiàn)象伴隨發(fā)生影響物理化學(xué)由此聯(lián)系出發(fā)研究化學(xué)反應(yīng)的普遍規(guī)律 物理化學(xué)的研究方法理論基礎(chǔ):熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法:以物理方法為主數(shù)學(xué)演繹方法所以,物理化學(xué)是集化學(xué)、物理及數(shù)學(xué)于一身的一門學(xué)科。即以物理和數(shù)學(xué)的方法研究化學(xué)問(wèn)題。二、物理化學(xué)的任務(wù)二、物理化學(xué)的任務(wù)(1) 化學(xué)熱力學(xué):方向,限度,能量轉(zhuǎn)換, 宏觀性質(zhì)(2) 化學(xué)動(dòng)力學(xué):反應(yīng)速率及機(jī)理(3) 物質(zhì)結(jié)構(gòu):宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系三、物理化學(xué)學(xué)習(xí)方法三、物理化學(xué)學(xué)習(xí)方法 物理化學(xué)的重要性 物理化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn):公式、概念、方法 學(xué)習(xí)方法四、數(shù)學(xué)準(zhǔn)備四、數(shù)
2、學(xué)準(zhǔn)備例如:復(fù)合函數(shù)微分法),(,yxzxfF yxzyxzzFxFxFzxfF,zzFxxFFxzdddyxzyxzzFxFxF則此公式是以下數(shù)學(xué)處理方法的結(jié)果:令:則在y不變的條件下此式兩端同除以dx,得五、教材和參考書五、教材和參考書 教材:朱文濤.物理化學(xué)中的公式與概念朱文濤.物理化學(xué) 參考書:傅獻(xiàn)彩等.物理化學(xué)天津大學(xué).物理化學(xué)胡英.物理化學(xué)Ira. N. Levine . Physical ChemistryP. W. Atkins . Physical Chemistry11 理想氣體 (Ideal gas)一、理想氣體狀態(tài)方程一、理想氣體狀態(tài)方程 (Equation of st
3、ate for ideal gas)nRTpV RTpVmp, V, T, n的意義及單位:Vm:摩爾體積,m3 mol-1R:摩爾氣體常數(shù),8.314 JK-1mol-1 理想氣體的定義及方程的用途定義:在任意溫度和壓力下都嚴(yán)格服從理想氣體狀態(tài)方程的氣體用途:對(duì)于一定量的理想氣體,pVT中有一個(gè)不獨(dú)立。所以p可敘述為:將物質(zhì)的量為n的理想氣體置于一個(gè)溫度為 T體積為V的容器中,氣體所具有的壓力。 理想氣體的微觀模型:分子是幾何點(diǎn)無(wú)分子間力 低壓實(shí)際氣體可近似當(dāng)作理想氣體二、分壓定律二、分壓定律 (The Law of Partial Pressure)1. 分壓:在氣體混合物中,定義pxpB
4、BpxppxpBBBBBB pB代表組分氣體B對(duì)氣體混合物壓力的貢獻(xiàn)。2. 分壓定律:對(duì)理想氣體混合物VRTnVRTnxxVnRTpxpBBBBB)( 在理想氣體混合物中,任意組分氣體的分壓等于同溫下該氣體在容器中單獨(dú)存在時(shí)的壓力12 實(shí)際氣體 (Real gas)一、實(shí)際氣體狀態(tài)方程一、實(shí)際氣體狀態(tài)方程 (Equation of state for real gas)問(wèn)題提出: 用理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算 實(shí)際氣體,產(chǎn)生偏差。至今實(shí)際氣體狀態(tài)方程已約200個(gè) Van der Waals方程思想:對(duì)實(shí)際氣體分別做兩項(xiàng)修正方程:RTbVVap)(m2mnRTnbVVanp)(22 a和b:Van d
5、er Waals常數(shù),可查,意義方程的優(yōu)缺點(diǎn):二、對(duì)比狀態(tài)原理二、對(duì)比狀態(tài)原理 (The principle of corresponding states)1. 幾個(gè)概念(1) 蒸氣壓:在討論氣液轉(zhuǎn)化時(shí)常用定義:在一定條件下,能與液體平衡共存的它的蒸氣的壓力水水水蒸氣, pT=const.例如: 是液體的性質(zhì):表示液體揮發(fā)的難易。其大小決定于液體所處的狀態(tài)(主要決定于溫度)。沸點(diǎn):蒸氣壓外壓時(shí)的溫度,通常是指蒸氣壓101325 Pa,稱(正常)沸點(diǎn)。 (2) 臨界參數(shù)和臨界點(diǎn): 定義:Tc利用加壓手段使氣體液化的最高溫度pc在臨界溫度時(shí)使氣體液化所需的最小壓力Vc在臨界溫度和臨界壓力時(shí)氣體的
6、摩爾體積 是物性參數(shù) 不易測(cè)定(3) 對(duì)比參數(shù)和對(duì)比狀態(tài): 定義:crTTT crppp cmrVVV 范氏對(duì)比方程:1881年將范氏方程應(yīng)用于臨界點(diǎn)并進(jìn)行純數(shù)學(xué)處理,得到2cc3Vpa c31Vb ccc38TVpR rr2rr38313TVVp代入原方程并整理Van der Waals 對(duì)比方程啟示:f (pr, Vr, Tr)=0。即不同氣體如果它們具有相同的pr和Tr,則Vr必相同。稱它們處在相同對(duì)比狀態(tài)相同對(duì)比狀態(tài)。2. 對(duì)比狀態(tài)原理:處在相同對(duì)比狀態(tài)的各種氣體(乃至液體),具有相近的物性(如摩爾熱容、膨脹系數(shù)、壓縮系數(shù)、黏度等)。三、用壓縮因子圖計(jì)算實(shí)際氣體三、用壓縮因子圖計(jì)算實(shí)際
7、氣體 (Calculation of real gases with compression factor figure)ZnRTpV ZRTpVm(1) Z的意義:壓縮因子。Z與1的差值代表氣體對(duì)理想氣體的偏差程度,理想氣體的Z1。ZnRTpV ZRTpVm(2) 如何求Z:Z不是特性參數(shù),隨氣體狀態(tài)而改變Z = f(T, p)RTpVZm)()(rcrcrcTTRVVpp代入對(duì)比參數(shù)rrrcrrrcccTVpZTVpTRVp),(rrcTpZfZ Zc: Critical compression factor 若滿足范氏方程,則ccc38TVpR即 Zc3/80.375實(shí)驗(yàn)表明:Ne Ar
8、 CH4 CF4 O2 N2 CO 0.31 0.29 0.29 0.28 0.29 0.29 0.30 Zcconst.于是),(rrTpfZ 處在相同對(duì)比狀態(tài)的各種氣體不僅有相近的物性,而且有相同的壓縮因子。于是許多人測(cè)定Z,結(jié)果確是如此。將測(cè)量結(jié)果繪制成圖壓縮因子圖Tr=1pr=1.5Z=0.25110101325 PaVm=0.258.314 J K-1mol-1304K解得: Vm=5.6710-5 m3 mol-1如何用圖:例 CO2 (304K, 110101325 Pa),Vm=?本章小結(jié):本章小結(jié):氣體計(jì)算方法理想氣體狀態(tài)方程實(shí)際氣體狀態(tài)方程壓縮因子圖整理ppt二、對(duì)比狀態(tài)原
9、理二、對(duì)比狀態(tài)原理 (The principle of corresponding states)1. 幾個(gè)概念(1) 蒸氣壓:在討論氣液轉(zhuǎn)化時(shí)常用定義:在一定條件下,能與液體平衡共存的它的蒸氣的壓力水水水蒸氣, pT=const.例如: 是液體的性質(zhì):表示液體揮發(fā)的難易。其大小決定于液體所處的狀態(tài)(主要決定于溫度)。沸點(diǎn):蒸氣壓外壓時(shí)的溫度,通常是指蒸氣壓101325 Pa,稱(正常)沸點(diǎn)。 物化朱文濤02_實(shí)氣_熱力學(xué)概念整理ppt(2) 臨界參數(shù)和臨界點(diǎn): 定義:Tc利用加壓手段使氣體液化的最高溫度pc在臨界溫度時(shí)使氣體液化所需的最小壓力Vc在臨界溫度和臨界壓力時(shí)氣體的摩爾體積 是物性參
10、數(shù) 不易測(cè)定整理ppt(3) 對(duì)比參數(shù)和對(duì)比狀態(tài): 定義:crTTT crppp cmrVVV 范氏對(duì)比方程:1881年將范氏方程應(yīng)用于臨界點(diǎn)并進(jìn)行純數(shù)學(xué)處理,得到2cc3Vpa c31Vb ccc38TVpR rr2rr38313TVVp代入原方程并整理Van der Waals 對(duì)比方程啟示:f (pr, Vr, Tr)=0。即不同氣體如果它們具有相同的pr和Tr,則Vr必相同。稱它們處在相同對(duì)比狀態(tài)相同對(duì)比狀態(tài)。整理ppt2. 對(duì)比狀態(tài)原理:處在相同對(duì)比狀態(tài)的各種氣體(乃至液體),具有相近的物性(如摩爾熱容、膨脹系數(shù)、壓縮系數(shù)、黏度等)。三、用壓縮因子圖計(jì)算實(shí)際氣體三、用壓縮因子圖計(jì)算實(shí)
11、際氣體 (Calculation of real gases with compression factor figure)ZnRTpV ZRTpVm(1) Z的意義:壓縮因子。Z與1的差值代表氣體對(duì)理想氣體的偏差程度,理想氣體的Z1。整理pptZnRTpV ZRTpV m(2) 如何求Z:Z不是特性參數(shù),隨氣體狀態(tài)而改變Z = f(T, p)RTpVZm)()(rcrcrcTTRVVpp代入對(duì)比參數(shù)rrrcrrrcccTVpZTVpTRVp),(rrcTpZfZ Zc: Critical compression factor 整理ppt若滿足范氏方程,則ccc38TVpR即 Zc3/80.3
12、75實(shí)驗(yàn)表明:Ne Ar CH4 CF4 O2 N2 CO 0.31 0.29 0.29 0.28 0.29 0.29 0.30 Zcconst.于是),(rrTpfZ 處在相同對(duì)比狀態(tài)的各種氣體不僅有相近的物性,而且有相同的壓縮因子。于是許多人測(cè)定Z,結(jié)果確是如此。將測(cè)量結(jié)果繪制成圖壓縮因子圖整理ppt整理pptTr=1pr=1.5Z=0.25110101325 PaVm=0.258.314 J K-1mol-1304K解得: Vm=5.6710-5 m3 mol-1如何用圖:例 CO2 (304K, 110101325 Pa),Vm=?整理ppt本章小結(jié):本章小結(jié):氣體計(jì)算方法理想氣體狀態(tài)
13、方程實(shí)際氣體狀態(tài)方程壓縮因子圖整理ppt 熱力學(xué)的任務(wù):方向、限度、能量轉(zhuǎn)換、宏觀性質(zhì) 熱力學(xué)的特點(diǎn):研究對(duì)象:N 1020宏觀方法無(wú)涉及時(shí)間因素 本章目的:能量轉(zhuǎn)換規(guī)律物化學(xué)習(xí)方法整理ppt21 基本概念 (Important concepts)一、系統(tǒng)和環(huán)境一、系統(tǒng)和環(huán)境 (System and surroundings) 定義:系統(tǒng)研究對(duì)象(也稱體系)環(huán)境與系統(tǒng)有相互作用的外界 系統(tǒng)的分類開放系統(tǒng) (敞開系統(tǒng))封閉系統(tǒng)孤立系統(tǒng)系統(tǒng)整理ppt二、熱力學(xué)平衡狀態(tài)二、熱力學(xué)平衡狀態(tài) 定義: 狀態(tài)平衡狀態(tài)熱平衡力學(xué)平衡相平衡化學(xué)平衡 平衡狀態(tài)包括的具體內(nèi)容(Thermodynamic equil
14、ibrium state)平衡狀態(tài)整理ppt三、狀態(tài)函數(shù)三、狀態(tài)函數(shù) (State function) 定義: 用于描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀性質(zhì)。 數(shù)學(xué)表述。 分類:容量性質(zhì)容量性質(zhì):與n成正比,有加和性。例如m,C,V;是n的一次齊函數(shù)強(qiáng)度性質(zhì)強(qiáng)度性質(zhì):與n無(wú)關(guān),無(wú)加和性。例如T,p,Vm,;是n的零次齊函數(shù)整理ppt 特點(diǎn):(1)相互關(guān)聯(lián):?jiǎn)谓M分均相單組分均相封閉 系統(tǒng)有兩個(gè)獨(dú)立變量;(無(wú)組成無(wú)組成變化變化的封閉系統(tǒng))YYYYYABB)(A,cB)(A,c21dd(2)變化只決定于初末狀態(tài)整理ppt作業(yè)作業(yè):第一章:第一章 10; 第二章第二章 1,5,6; A. 1.17閱讀閱讀: A. 2.
15、1 2.2物化朱文濤03_第一定律_功_可逆過(guò)程整理ppt調(diào)調(diào) 課課 通通 知知 9.23(二二)的課調(diào)至的課調(diào)至9.21(日日)晚晚7:00(2) 9.30(二二)的課停的課停(3) 10.14(二二)的課調(diào)至的課調(diào)至10.12(日日)晚晚7:00整理ppt2. 對(duì)比狀態(tài)原理:處在相同對(duì)比狀態(tài)的各種氣體(乃至液體),具有相近的物性(如摩爾熱容、膨脹系數(shù)、壓縮系數(shù)、黏度等)。三、用壓縮因子圖計(jì)算實(shí)際氣體三、用壓縮因子圖計(jì)算實(shí)際氣體 (Calculation of real gases with compression factor figure)ZnRTpV ZRTpVm(1) Z的意義:壓縮
16、因子。Z與1的差值代表氣體對(duì)理想氣體的偏差程度,理想氣體的Z1。整理pptZnRTpV ZRTpVm(2) 如何求Z:Z不是特性參數(shù),隨氣體狀態(tài)而改變Z = f(T, p)RTpVZm)()(rcrcrcTTRVVpp代入對(duì)比參數(shù)rrrcrrrcccTVpZTVpTRVp),(rrcTpZfZ Zc: Critical compression factor 整理ppt若滿足范氏方程,則ccc38TVpR即 Zc3/80.375實(shí)驗(yàn)表明:Ne Ar CH4 CF4 O2 N2 CO 0.31 0.29 0.29 0.28 0.29 0.29 0.30Zcconst.于是),(rrTpfZ處在相同
17、對(duì)比狀態(tài)的各種氣體不僅有相近的物性,而且有相同的壓縮因子。于是許多人測(cè)定Z,結(jié)果確是如此。將測(cè)量結(jié)果繪制成圖壓縮因子圖整理ppt整理pptTr=1pr=1.5Z=0.25110101325 PaVm=0.258.314 J K-1mol-1304K解得: Vm=5.6710-5 m3 mol-1如何用圖:例 CO2 (304K, 110101325 Pa),Vm=?整理ppt本章小結(jié):本章小結(jié):氣體計(jì)算方法理想氣體狀態(tài)方程實(shí)際氣體狀態(tài)方程壓縮因子圖整理ppt 熱力學(xué)的任務(wù):方向、限度、能量轉(zhuǎn)換、宏觀性質(zhì) 熱力學(xué)的特點(diǎn):研究對(duì)象:N 1020宏觀方法無(wú)涉及時(shí)間因素 本章目的:能量轉(zhuǎn)換規(guī)律物化學(xué)習(xí)
18、方法整理ppt21 基本概念 (Important concepts)一、系統(tǒng)和環(huán)境一、系統(tǒng)和環(huán)境 (System and surroundings) 定義:系統(tǒng)研究對(duì)象(也稱體系)環(huán)境與系統(tǒng)有相互作用的外界 系統(tǒng)的分類開放系統(tǒng) (敞開系統(tǒng))封閉系統(tǒng)孤立系統(tǒng)系統(tǒng)整理ppt二、熱力學(xué)平衡狀態(tài)二、熱力學(xué)平衡狀態(tài) 定義: 狀態(tài)平衡狀態(tài)熱平衡力學(xué)平衡相平衡化學(xué)平衡 平衡狀態(tài)包括的具體內(nèi)容(Thermodynamic equilibrium state)平衡狀態(tài)整理ppt三、狀態(tài)函數(shù)三、狀態(tài)函數(shù) (State function) 定義: 用于描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀性質(zhì)。 數(shù)學(xué)表述。 分類:容量性質(zhì)容量性質(zhì):
19、與n成正比,有加和性。例如m,C,V;是n的一次齊函數(shù)強(qiáng)度性質(zhì)強(qiáng)度性質(zhì):與n無(wú)關(guān),無(wú)加和性。例如T,p,Vm,;是n的零次齊函數(shù)整理ppt 特點(diǎn):(1)相互關(guān)聯(lián):?jiǎn)谓M分均相單組分均相封閉 系統(tǒng)有兩個(gè)獨(dú)立變量;(無(wú)組成無(wú)組成變化變化的封閉系統(tǒng))YYYYYABB)(A,cB)(A,c21dd(2)變化只決定于初末狀態(tài)整理ppt四、過(guò)程與途徑四、過(guò)程與途徑 (Process and path) 按系統(tǒng)初末狀態(tài)的差異,分為簡(jiǎn)單物理過(guò)程:p V T 變化復(fù)雜物理過(guò)程:相變、混合等化學(xué)過(guò)程:整理ppt 按過(guò)程本身的特點(diǎn),分為多種多樣。物化感興趣的幾種典型過(guò)程為:等溫過(guò)程:T1T2T環(huán)const.等壓過(guò)程:
20、p1p2p外const.等容過(guò)程:Vconst.絕熱過(guò)程:循環(huán)過(guò)程:整理ppt五、熱量和功五、熱量和功 (Heat and work)定義:由于溫度不同而在系統(tǒng)與環(huán)境之間傳遞的能量,Q; 除熱以外,在系統(tǒng)與環(huán)境之間所傳遞的能量,W。 符號(hào):系統(tǒng)吸熱,Q 0;系統(tǒng)放熱,Q 0;環(huán)境做功,W 0, T ,正效應(yīng)若J-T 0, T ,正效應(yīng)若J-T 0, T ,負(fù)效應(yīng)理想氣體, 無(wú)效應(yīng) 可測(cè)量:自學(xué) 應(yīng)用:氣體液化,致冷機(jī)TpH為非理氣物質(zhì)求 提供了一種方法。整理ppt27 第一定律對(duì)于化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用熱化學(xué)(Thermochemistry) 熱化學(xué):反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算 反應(yīng)熱與反應(yīng)進(jìn)行的多少有關(guān)一、
21、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度一、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度 (Extent of reaction) 任意反應(yīng)寫作BBB0B:參與反應(yīng)的任意物質(zhì)B:B的化學(xué)計(jì)量數(shù),無(wú)量綱,與方程式寫法有關(guān)例: 3H2 + N2 = 2NH3 (H2)= -36H2 + 2N2 = 4NH3 (H2)= -6整理ppt 定義:BBddn(1) :反應(yīng)進(jìn)度,mol(2) 的意義: 若 1mol,則nB B mol 2mol,則nB 2B mol例: 3H2 + N2 = 2NH3(3) 值與B的選擇無(wú)關(guān)而與方程式的寫法有關(guān)注:通常所說(shuō)的反應(yīng)熱均指 1mol時(shí)反應(yīng)系統(tǒng)吸收或放出的熱量整理ppt二、反應(yīng)熱二、反應(yīng)熱 (Heat of reacti
22、on) 定義:在等溫且無(wú)非體積功的條件下,反應(yīng)系統(tǒng)吸收或放出的熱量。 等容反應(yīng):UUmrHHmr 等壓反應(yīng): 在計(jì)算rUm和rHm時(shí),必須(1)寫出反應(yīng)方程式;(2)注明各物質(zhì)的狀態(tài)。(熱化學(xué)方程式) 反應(yīng)模型:反應(yīng)進(jìn)行到底,無(wú)混合整理ppt三、反應(yīng)熱三、反應(yīng)熱( rHm)的計(jì)算的計(jì)算 (Calculating of heat of reaction)BBm,BmrHH其中Hm,B不可知,所以只能用各物質(zhì)摩爾焓的相對(duì)值進(jìn)行計(jì)算。1. 由生成焓計(jì)算反應(yīng)熱:(1) 生成焓(Enthalpy of formation):在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,由穩(wěn)定單質(zhì)穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol化合物B的反應(yīng)稱B的生成反應(yīng)
23、。生成反應(yīng)的摩爾焓變叫B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓(生成焓),fHm,B穩(wěn)定單質(zhì)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))1mol B(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))fHm,B物化朱文濤06_反應(yīng)熱_自發(fā)過(guò)程整理ppt 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài):g (101325Pa下的純理想氣體)l (101325Pa下的純液體)s (101325Pa下的純固體)注:標(biāo)準(zhǔn)壓力 p= 101325Pa fHm(298.15K)可查手冊(cè) fHm(穩(wěn)定單質(zhì)) = 0整理ppt(2) 由fHm計(jì)算反應(yīng)熱:aR1 + bR2 + eP1 + fP2 + rHm = ?穩(wěn)定單質(zhì)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))HHHmr)R()R(2mf1mfHbHa)P()P(2mf1mfHfHeBBm,fBmrHH整理ppt
24、意義: rHm(298K)可由手冊(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算例: 2HCl (g) + 2Ag(s) 2AgCl(s) + H2(g)rHm(298K) = 2 fHm(AgCl, s) - 2 fHm(HCl, g)(2) 由cHm計(jì)算反應(yīng)熱BBm,cBmrHH2. 由燃燒焓計(jì)算反應(yīng)熱(1) 燃燒焓:在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,1mol有機(jī)物B完全燃燒完全燃燒時(shí)反應(yīng)的摩爾焓變, cHm,B, cHm(298.15K)可查手冊(cè)(Enthalpy of combustion)整理ppt四、反應(yīng)熱的測(cè)量四、反應(yīng)熱的測(cè)量 (Measurement of heat of reaction)1. 量熱技術(shù)及量熱計(jì)2. 等壓反應(yīng)
25、熱與等容反應(yīng)熱的關(guān)系:mrmr)(pVUHmrmr)(pVUB(g)BmrRTUB(g)BRTQQVp條件:氣體為理想氣體整理ppt 思考: 公式的推導(dǎo)過(guò)程為什么是錯(cuò)誤的? P59例8中為什么一定要這樣選擇系統(tǒng)?五、反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系五、反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系 (Temperature-dependence of reaction heat)R(T1, p)P(T1, p)等T1, prHm(T1)R(T2, p)P(T2, p)等T2, prHm(T2)rHm(T1) rHm(T2) m,BBm,BBm,BmrppppCTHTHTHm,rmrppCTHKirchhoff公式 意義:rHm隨溫度的
26、變化取決于產(chǎn)物與反物的熱容差。整理ppt Kirchhoff equation的本質(zhì):TCTHTHTTpd)()(21m,r1mr2mrR(T1, p)P(T1, p)rHm(T1)R(T2, p)P(T2, p)rHm(T2)?HHHTH)(2mr2112d)P()(d)R(m,1mrm,TTpTTpTCTHTC21d)(m,r1mrTTpTCTH 注意:T1T2間任何物質(zhì)不能發(fā)生相變(為什么?) 思考: 對(duì)等容反應(yīng),公式如寫? 公式對(duì)相變熱和溶解熱適用嗎?整理ppt熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律基本教學(xué)要求基本教學(xué)要求1. 基本概念:狀態(tài)函數(shù)和過(guò)程量,等溫過(guò)程,等壓過(guò)程,絕熱過(guò)程,可逆過(guò)程2
27、. 基本內(nèi)容:W、Q、U和H的計(jì)算,理想氣體各種過(guò)程的計(jì)算 3. 基本方法:解題“三步曲” 求U和H經(jīng)常使用設(shè)計(jì)途徑的方法 (求W和Q不可使用設(shè)計(jì)途徑的方法) 科學(xué)表述整理ppt 不違背第一定律的事情是否一定能成功呢?例1. H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l)rHm(298K) = -286 kJ.mol-1加熱,不能使之反向進(jìn)行。例2. 25 C及p下,H+ + OH- H2O(l)極易進(jìn)行,但最終H+OH- = 10-14 mol2.dm-6,即反應(yīng)不進(jìn)行到底。 第二定律的任務(wù):方向,限度整理ppt31 自發(fā)過(guò)程的共同特征一、自發(fā)過(guò)程的方向和限度一、自發(fā)過(guò)程的方向和限度自發(fā)過(guò)程
28、(spontaneous process):在一定環(huán)境條件下,(環(huán)境)不作非體積功,系統(tǒng)中自動(dòng)發(fā)生的過(guò)程。反之,只有(環(huán)境)作非體積功方能發(fā)生的過(guò)程為非自發(fā)過(guò)程。通常所說(shuō)的“過(guò)程方向”即是指自發(fā)過(guò)程的方向。舉例: 氣流:高壓 低壓 傳熱:高溫 低溫 擴(kuò)散:高濃度 低濃度 反應(yīng):HCl + NaOH NaCl + H2O整理ppt 具有普遍意義的過(guò)程:熱功轉(zhuǎn)換的不等價(jià)性功熱無(wú)代價(jià),全部不可能無(wú)代價(jià),全部 W Q 不等價(jià),是長(zhǎng)期實(shí)踐的結(jié)果。 不是 Q W 不可能,而是熱全部變功必須 付出代價(jià)(系統(tǒng)和環(huán)境),若不付代價(jià)只能部分變功整理ppt二、自發(fā)過(guò)程的共同特征二、自發(fā)過(guò)程的共同特征 (Genera
29、l character of spontaneous process)(1) 自發(fā)過(guò)程單向地朝著平衡。(2) 自發(fā)過(guò)程都有作功本領(lǐng)。(3) 自發(fā)過(guò)程都是不可逆不可逆的。整理ppt32 熱力學(xué)第二定律The Second Law of Thermodynamics Kelvin 說(shuō)法 (1851年): 第二類永動(dòng)機(jī)不可能第二類永動(dòng)機(jī)不可能熱源熱源第二類第二類永動(dòng)機(jī)永動(dòng)機(jī)QW高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩礋釞C(jī)熱機(jī)Q2T2W低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩碩1Q1 不必進(jìn)行數(shù)學(xué)證明: 用途:解決可能性(方向),如P72 例31物化朱文濤07_第二定律_熵判據(jù)整理ppt33 Carnot 循環(huán)和 Carnot 定理 關(guān)于熱機(jī)(循環(huán)
30、)效率一、一、Carnot循環(huán)的效率循環(huán)的效率(Efficiency of Carnot Cycle)1. 任意熱機(jī)(cycle)的效率:2121QQQW2. Carnot cycle的效率:pV Carnot cycle:理想氣體 可逆循環(huán)的效率:21carnot1TT21r1TT整理ppt二、二、Carnot 定理定理 定理:211TT ir cycle= r cycle(1) 意義:的極限提高的根本途徑(2) 正確的結(jié)論和錯(cuò)誤的證明 Carnot定理的理論意義:整理ppt34 熵 (Entropy)一、熵函數(shù)的發(fā)現(xiàn)一、熵函數(shù)的發(fā)現(xiàn) (Discovery of entropy)211TT
31、ir= rClausius Inequality(1) 意義:在不可逆過(guò)程中系統(tǒng)的熵變大于過(guò)程的熱溫商,在可逆過(guò)程中系統(tǒng)的熵變等于過(guò)程的熱溫商。即系統(tǒng)中不可能發(fā)生熵變小于熱溫商的過(guò)程。 是一切非敞開系統(tǒng)的普遍規(guī)律。(2) T是環(huán)境溫度:當(dāng)使用其中的“”時(shí),可認(rèn)為T (3) 與“第二類永動(dòng)機(jī)不可能”等價(jià)。是系統(tǒng)溫度。整理ppt(4) 用途:判斷過(guò)程性質(zhì)STQTQ=TQ ir= r意義:絕熱系統(tǒng)的熵不可能減少(熵增加原理)并沒有明確解決方向問(wèn)題:ir不一定自發(fā)整理ppt 對(duì)孤立系統(tǒng):0S 自發(fā)= 可逆意義:孤立系統(tǒng)中進(jìn)行的過(guò)程永遠(yuǎn)朝著S增加的方向,限度是Smax 熵判據(jù) (entropy crit
32、erion)方向限度孤立系統(tǒng)的劃定:環(huán)孤SSS整理ppt作業(yè)作業(yè):8,11,22,24; A. 4.3 4.4閱讀閱讀:A. 5.1-5.4物化朱文濤08_熵變計(jì)算整理ppt第第 一一 章章 作作 業(yè)業(yè) 中中 的的 問(wèn)問(wèn) 題題6. 證明證明pVTTVTpVp據(jù)循環(huán)關(guān)系據(jù)循環(huán)關(guān)系1VpTpTTVVp pVVpTTVTppTTVVp1設(shè)為理想氣體設(shè)為理想氣體: 則則設(shè)為設(shè)為Van der Waals氣體氣體: 則則整理ppt證證:令令 p = f(T,V)則則 VVpTTppTVddd在在p不變的條件下兩端同除以不變的條件下兩端同除以dVTpVVpVTTp0即即pVpVTTVTpVTTpVp整理p
33、pt7. 已知已知 , , 的定義的定義(1) 證明證明 = p設(shè)為理想氣體設(shè)為理想氣體(or Van der Waals氣體氣體)則則用循環(huán)關(guān)系用循環(huán)關(guān)系整理ppt第第 二二 章章 作作 業(yè)業(yè) 中中 的的 問(wèn)問(wèn) 題題# 關(guān)于關(guān)于Q吸吸、Q放放、W體體、W環(huán)環(huán)1 mol H2O(l)在在100C和外壓為和外壓為101325Pa時(shí)完全時(shí)完全蒸蒸 發(fā)成水蒸氣發(fā)成水蒸氣 (1) (2) (3)分別求W: 計(jì)算結(jié)果說(shuō)明什么? (5) 此過(guò)程QW: 如何解釋?整理ppt24. 298.2K, 101325Pa下,某電池內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)下,某電池內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí) 放熱放熱10J,做電功,做電功20
34、J,求此過(guò)程的,求此過(guò)程的 H。H = U+(pV) = U = Q - W = -10J 20J = -30J解: 因?yàn)樵撨^(guò)程等壓,所以 H = Q-W = -10J 20J = -30JH = U+(pV) = U+p V =Q W+ p V = Q (p V + W )+ p V = Q - W = -10J 20J = -30J整理ppt 373.2K, 101325Pa時(shí)水的 40.6 kJmol-1,水蒸汽的Cp,m=35 JK-1mol-1。若將1 mol 373.2K的 H2O(l)放入一個(gè)足夠大的絕熱真空容器中,水是否全部汽化? 有一絕熱真空容器,在其上面穿一小孔,空氣( 2
35、73.2K, 101325Pa)便由小孔慢慢流入容器中,直至容器內(nèi)空氣為 101325Pa,求容器內(nèi)空氣的溫度。假設(shè)空氣為雙原子理想氣體。mglH整理ppt自自 然然 界界 實(shí)實(shí) 際際 過(guò)過(guò) 程程 的的 方方 向向 能量的品位能量的品位(a quality of energy): mechanical and electricalthermal at high Tthermal at low Tupgradedegrade 結(jié)論:結(jié)論:In any real process, there is net degradation of energy.整理ppt Kelvin 說(shuō)法 (1851年):
36、 第二類永動(dòng)機(jī)不可能第二類永動(dòng)機(jī)不可能熱源熱源第二類第二類永動(dòng)機(jī)永動(dòng)機(jī)QW高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩礋釞C(jī)熱機(jī)Q2T2W低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩碩1Q1 熱力學(xué)第二定律(熱力學(xué)第二定律(The Second Law of Thermodynamics) 數(shù)學(xué)表達(dá)式:數(shù)學(xué)表達(dá)式: S+ S環(huán)環(huán) 0 自發(fā)自發(fā)= 可逆可逆方向方向限度限度整理ppt36 熵變的計(jì)算 Calculation of entropy change 基本公式: 基本方法:若r,套公式;若ir,則設(shè)計(jì)可逆過(guò)程。21rTQS一、簡(jiǎn)單物理過(guò)程的熵變一、簡(jiǎn)單物理過(guò)程的熵變(Entropy change in a simply physical proc
37、ess)1. 理想氣體等溫過(guò)程(等溫膨脹或等溫壓縮)He (g)n, T, V1He (g)n, T, V2等T, rTVVnRTTWTQTQS1221lnrrr整理ppt12lnVVnRS 21lnppnRS 對(duì)理想氣體等T,ir過(guò)程,亦可直接套用。則:TTCSpdd2. 簡(jiǎn)單變溫過(guò)程(等V變溫或等p變溫過(guò)程)TCTTTCTTQTSpppppdd/意義:T S ,且每升溫1K,S 增加 Cp/T 等壓變溫整理pptTTCSTTpd21(1) 條件:等p簡(jiǎn)單變溫(2) 若Cp可視為常數(shù):12lnTTCSp 等容變溫:TCTSVVTTCSTTVd21(1) 條件:等V簡(jiǎn)單變溫(2) 若CV可視為
38、常數(shù):12lnTTCSV整理ppt例1.如圖有一絕熱容器,其中一塊用銷釘固定的絕熱隔板將容器分為兩部分,兩邊分別裝有理想氣體He和H2,狀態(tài)如圖。若將隔板換作一塊鋁板,則容器內(nèi)的氣體(系統(tǒng))便發(fā)生狀態(tài)變化。求此過(guò)程的(1)H;(2)S。1mol He(g)200K101.3kPa1mol H2(g)300K101.3kPa解:求末態(tài) 過(guò)程特點(diǎn):孤立系統(tǒng), U = 0)H()He(2UUU0K30025K2002322TRnTRnT2 = 262.5K整理ppt1mol He(g)200K101.3kPa1mol H2(g)300K101.3kPa(1) )H()He(2HHHK300K5 .2
39、6227K200K5 .26225RnRnJ9 .207(2) )H()He(2SSS3005 .262ln252005 .262ln23RnRn0KJ61. 01整理ppt3. p V T同時(shí)變化的過(guò)程沒有必要記公式,只掌握方法即可。(方法是什么?)例2. 系統(tǒng)及其初態(tài)同例1。若將隔板換作一個(gè)可導(dǎo)熱的理想活塞,求S。1mol He(g)200K101.3kPa1mol H2(g)300K101.3kPaT2 = 262.5KQ = 0,W = 0, U = 0 與例1中的末態(tài)能量相同 T2必與例1相同(理氣):解: 求末態(tài) (與例1末態(tài)相同嗎?) 整理ppt3m0410. 010130030
40、0101300200RRVkPa4 .1060410. 05 .26222Rp200 K106.4 kPa等T, r等p, r 求熵變S = S(He) + S(H2)200 K101.3 kPa262.5 K106.4 kPaS(He) = ?irHe:整理pptSSS)He(1KJ25. 52005 .262ln254 .1063 .101lnRnnR同理:S(H2) = -4.29 J.K-1S = 5.25 - 4.29 = 0.96 J.K-1 0孤立系統(tǒng)熵增加,自發(fā)整理ppt二、相變過(guò)程的熵變二、相變過(guò)程的熵變 (Entropy change in a phase-transiti
41、on)1. 可逆相變 一般可逆相變?yōu)榈萒,等p,W0的可逆過(guò)程 Qr = HTHS其中, H:可逆相變熱T:可逆相變溫度2. 不可逆相變方法:設(shè)計(jì)可逆過(guò)程整理ppt例3. 試求298.2K及p下,1mol H2O(l)氣化過(guò)程的S。已知:Cp,m(H2O, l) = 75 J.K-1.mol-1, Cp,m(H2O, g) = 33 J.K-1.mol-1 ,298.2K時(shí)水的蒸氣壓為3160Pa, glHm(H2O, 373.2K) = 40.60 kJ.mol-1。1mol H2O(l)298.2K,pS = ?等T, p, ir解:方法1 H2O(g)298.2K,p H2O(l)373
42、.2K,p H2O(g)373.2K,p等T, p, r等 p, r等 p, r整理ppt1mol H2O(l)298.2K,pS = ?等T, p, ir H2O(g)298.2K,p H2O(l)373.2K,p H2O(g)373.2K,p等 p, r等 p, r等T, p, rSSSS2 .3732 .298ln332 .3731060.402 .2982 .373ln7531KJ118整理ppt方法21mol H2O(l)298.2K,pS, H 等T, p, ir H2O(g)298.2K,p H2O(l)298.2K,3160Pa等T, r等 T, r等T, p, r H2O(g
43、)298.2K,3160Pa0S(液體的S對(duì)p不敏感)HH(p對(duì)H的影響不大)整理pptK2 .298K2 .373d)7533()K2 .373(THH(Kirchoffs Law)kJ75.43J)75421060.40(313KJ7 .1462 .2981075.43S1KJ8 .281013253160ln314. 8S1KJ118SSSS思考:S 0,該過(guò)程為自發(fā)過(guò)程。此推理正確嗎?整理ppt三、混合過(guò)程的熵變?nèi)?、混合過(guò)程的熵變 (Entropy of mixing) 混合過(guò)程很多,但均不可逆。 不同理想氣體的混合過(guò)程: 理想氣體混合物的容量性質(zhì)(V除外),均可按組分進(jìn)行加和。理想氣
44、體混合物A(g)+B(g)+C(g)+*C*B*AUUUU*C*B*AHHHH*C*B*ASSSSBBSS所以需要設(shè)計(jì)可逆過(guò)程。整理ppt 等T,p下不同理想氣體的混合熵nAT,pnBT,pnCT,p抽去隔板等T,pnA+nB+nC+T,pnB:T,pT,pBSBBBBBBlnlnxRnppRnSBBBBB)ln(xRnSSBBmixlnxnRS條件:等T,p不同理想氣體的混合過(guò)程整理ppt四、環(huán)境熵變四、環(huán)境熵變 (Entropy change in surroundings)當(dāng)環(huán)境系統(tǒng)時(shí),對(duì)于環(huán)境而言實(shí)際熱即等實(shí)際熱即等于可逆熱于可逆熱。計(jì)算S環(huán)應(yīng)以環(huán)境吸熱為正。環(huán)環(huán)TQS例4. 試證明2
45、98.2K及p下,水的氣化過(guò)程不可能發(fā)生。已知:Cp,m(H2O, l) = 75 J.K-1.mol-1, Cp,m(H2O, g) = 33 J.K-1.mol-1 ,298.2K時(shí)水的蒸氣壓為3160Pa, glHm(H2O, 373.2K) = 40.60 kJ.mol-1。整理ppt證明:1mol H2O(l)298.2K,p等T, p H2O(g)298.2K,p1KJ118S(例3已求)2 .2981075.433環(huán)環(huán)環(huán)THTQS1KJ7 .146 S孤 = 118-146.7 = -28.7 J.K-1 自發(fā)= r0環(huán)TQS環(huán)TQS Clausius Inequality 展望
46、未來(lái)展望未來(lái)封閉系統(tǒng)中等溫等容等溫等容條件下自發(fā)過(guò)程的方向和限度;封閉系統(tǒng)中等溫等壓等溫等壓條件下自發(fā)過(guò)程的方向和限度。整理ppt38 Helmholtz函數(shù)判據(jù)和Gibbs函數(shù)判據(jù) Helmholtz function criterion and Gibbs function criterion一、一、 Helmholtz函數(shù)判據(jù)函數(shù)判據(jù)1. Helmholtz函數(shù)對(duì)于封閉系統(tǒng)中的任意過(guò)程:TQS ir= r若等T,TQS 0QST0)()(WUTS0)()(121122WUUSTSTWSTUSTU)()(111222整理pptWSTUSTU)()(111222Definition:TSUA
47、Helmholtz functionA:狀態(tài)函數(shù),容量性質(zhì),J or kJWA ir= r(1) 條件:等T(2) 公式的意義:12等T,r等T,irr ,TWAir,TWAir,r ,TTWW整理ppt (3) A的意義: r ,TWA(A也稱work function)2. Helmholtz函數(shù)減少原理若等V,W = 0,則前式為0A 自發(fā)= r(1) 條件:等T,V,W= 0(2) 意義:A減少原理 (Helmholtz函數(shù)判據(jù))WA ir= r整理ppt二、二、Gibbs函數(shù)判據(jù)函數(shù)判據(jù)1. Gibbs函數(shù)等T:WA ir= r) (WVpA等p:)(WpVA)(WpVADefini
48、tion:pVAGGibbs functionG:狀態(tài)函數(shù),容量性質(zhì),J or kJWG ir= r(1) 條件:等T,p整理ppt(2) 公式的意義:r ,pTWGir,r ,pTpTWWir,pTWG(3) G的意義: r ,pTWG(- G稱為化學(xué)能)2. Gibbs函數(shù)減少原理若W = 0:0G 自發(fā)= r(1) 條件:等T,p,W = 0(2) 意義:G減少原理(Gibbs函數(shù)判據(jù))WG 0,該過(guò)程不可能發(fā)生。對(duì)嗎?二、相變過(guò)程二、相變過(guò)程1. 可逆相變:一般可逆相變等T,等p,W = 0 G 0A -W = -pV2. 不可逆相變:若無(wú)公式,應(yīng)該設(shè)計(jì)過(guò)程整理ppt例2. 試求298
49、.2K及p下,1mol H2O(l)氣化過(guò)程的G。已知:Cp,m(H2O, l) = 75 J.K-1.mol-1, Cp,m(H2O, g) = 33 J.K-1.mol-1 ,298.2K時(shí)水的蒸氣壓為3160Pa, glHm(H2O, 373.2K) = 40.60 kJ.mol-1。解法1:1 mol H2O (l,298.2 K, p)等T, p, irH2O (g,298.2 K, p)H = 43.75 kJ (于S計(jì)算例3中求得)S = 118 J.K-1 (于S計(jì)算中求得)STHG= 43.75 298.2118.810-3= 8.6 kJ整理ppt解法2:1mol H2O(
50、l)298.2K,pG 0 等T, p, ir H2O(g)298.2K,p H2O(l)298.2K,3160Pa H2O(g)298.2K,3160PaG = 0 12lnppnRTGGkJ6 . 83160101325ln2 .298314. 8書 P107 例3-15解法3:整理ppt三、混合過(guò)程三、混合過(guò)程 (Gibbs function of mixing)對(duì)不同理想氣體的等T,p混合過(guò)程:0mixH( 等T)BBBmixlnxnRSBBBmixln xnRTG(1) 條件:不同理想氣體的等T,p混合;分別求GB,然后BBG四、化學(xué)反應(yīng)四、化學(xué)反應(yīng)mrmrmrSTHGmfmr,GG
51、(2) 對(duì)理想氣體的其他混合過(guò)程:整理ppt五、五、 G與與T的關(guān)系的關(guān)系 (Temperature dependence of G)R (T1, p)R (T2, p)P (T1, p)P (T2, p)等T1, pG1等T2, pG2G1 G2 若G1已知,如何求G2?對(duì)任意處于平衡狀態(tài)的物質(zhì):222THTGTSTGTGTTGTpp整理ppt即:2THTGTpGibbs-Helmholtz Equation可以證明,對(duì)任意等T,p過(guò)程:2THTGTp G-H Equation即:TTHTGTGTTd2121122整理ppt41 概論 (Introduction)一、什么是統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)一、什么
52、是統(tǒng)計(jì)熱力學(xué) 統(tǒng)計(jì)物理統(tǒng)計(jì)力學(xué)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)用微觀方法研究宏觀性質(zhì) 統(tǒng)計(jì)力學(xué)是界于微觀和宏觀的橋梁。統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)是更高層次的熱力學(xué)。 研究方法:統(tǒng)計(jì)平均 本章:初步知識(shí)及其對(duì)理想氣體的簡(jiǎn)單應(yīng)用。講授及學(xué)習(xí)方法:整理ppt二、統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的分類二、統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的分類 按粒子間作用力劃分NiiU1p1UUNii獨(dú)立子系:相依子系: 按粒子的可分辨性定域子系:粒子可別離域子系:粒子不可別理想氣體:獨(dú)立子系,離域子系整理ppt三、數(shù)學(xué)知識(shí)三、數(shù)學(xué)知識(shí)1. 排列與組合 (1) N個(gè)不同的物體,全排列數(shù):N! (2) N個(gè)不同的物體,從中取r個(gè)進(jìn)行排列:)!(!rNNs個(gè)彼此相同t個(gè)彼此相同其余的各不相同(3) N個(gè)物
53、體,其中則全排列數(shù):!tsN整理ppt(4) 將N個(gè)相同的物體放入M個(gè)不同容器中(每個(gè)容器的容量不限) ,則放置方式數(shù)1234M (M-1)塊隔板 N個(gè)物體可視為,共有(M-1+N)個(gè)物體全排列,其中(M-1)個(gè)相同,N個(gè)相同,則:!)!1()!1(NMNM整理ppt(5) 將N個(gè)不同的物體放入M個(gè)不同容器中(每個(gè)容器的容量不限) ,則:第一個(gè)物體有M種放法第二個(gè)物體有M種放法第N個(gè)物體有M種放法NM(6) 將N個(gè)不同的物體分成k份,要保證:第一份:n1個(gè)第二份:n2個(gè)第 k 份:nk個(gè)整理ppt kiiknNnnnN11!2則組合數(shù):2. Stirling公式:若N值很大,則NNNNln!l
54、n整理ppt42 分子的運(yùn)動(dòng)形式和能級(jí)公式Motion forms and energy level formulas of molecules一、分子的運(yùn)動(dòng)形式一、分子的運(yùn)動(dòng)形式平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)電子運(yùn)動(dòng)核運(yùn)動(dòng)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)外部運(yùn)動(dòng)對(duì)獨(dú)立子系:)(, n, e,v, r1, t1iiiiNiiNiiUt 等均是量子化的 (quantization)物化朱文濤11_能級(jí)_分布_微觀狀態(tài)數(shù)整理ppt二、平動(dòng)二、平動(dòng) (Translational motion)1. 一維平動(dòng)子:0a222t8xnmah其中,m:分子質(zhì)量,kgh:Planck const. h =6.62610-34 J.snx:平動(dòng)量子數(shù)
55、(quantum number)nx = 1, 2,3, 當(dāng)nx = 1時(shí)(ground state) ,t,minzero point energyx整理ppt2. 三維平動(dòng)子:abcabc V2222222t8cnbnanmhzyx22222t8zyxnnnmah222322t8zyxnnnmVh若 a = b = c,則 a2 = V2/3nx, ny, nzn:平動(dòng)量子數(shù),取1,2,3整理ppt222322t8zyxnnnmVh (1) t 是量子化的。 (2) 簡(jiǎn)并度(generacy):令3228mVhA 3A6A9A11A12Atg = 1g = 3g = 3g = 3g = 1
56、(非簡(jiǎn)并)整理ppt(3) 能級(jí)間隔 (Separation between neighbouring quantum levels)一般kT1940t10J10Boltzmann const.123KJ103806. 1LRk(4) t與V有關(guān)。三、轉(zhuǎn)動(dòng)三、轉(zhuǎn)動(dòng) (Rotational motion of diatomic molecule)若視為剛性轉(zhuǎn)子,則Ihjj22r8) 1(整理pptIhjj22r8) 1(I:Rotational moment of inertia, kg.m2221212rmmmmrI(稱約化質(zhì)量)j:轉(zhuǎn)動(dòng)量子數(shù),取0,1,2,3,(1) gr = 2j + 1
57、(2) r 10-2 kT (即10-23 J)整理ppt四、振動(dòng)四、振動(dòng) (Vibrational motion of diatomic molecule)視為簡(jiǎn)諧振動(dòng),則h21vv:Vibrational frequencyv:振動(dòng)量子數(shù),取0,1,2,3,(1) gv = 1(2) v 10 kT整理ppt五、電子運(yùn)動(dòng)和核運(yùn)動(dòng)五、電子運(yùn)動(dòng)和核運(yùn)動(dòng) (Electronic motion and nucleal motion) 沒有統(tǒng)一公式 e 102 kT n 更大小結(jié):小結(jié):1. t 、 r 、 v 、 e 和 n 均是量子化的,所以分子的總能量i 必量子化。(1) 分子總是處在一定的能
58、級(jí)上。除基態(tài)外各能級(jí)的g值很大。(2) 宏觀靜止的系統(tǒng),微觀瞬息萬(wàn)變:分子不停地在能級(jí)間躍遷,在同一能級(jí)中改變狀態(tài)。整理ppt2. 關(guān)于能級(jí)間隔及數(shù)學(xué)處理:t r v e ni (如室溫時(shí) )510iingkiiningti0!整理ppt!iningi(1) 適用于離域子系,(2) :對(duì)分布加和 :對(duì)能級(jí)連乘(3) NniUniigi ni(4) 與定域子系公式的區(qū)別是什么?整理ppt四、統(tǒng)計(jì)力學(xué)的兩個(gè)基本假定四、統(tǒng)計(jì)力學(xué)的兩個(gè)基本假定 求所遇到的問(wèn)題:(1) s =?(2) 各種分布對(duì)的貢獻(xiàn)如何?1. 等幾率假定: 1/2. Boltzmann假定:最可幾分布(Boltzmann分布)代表平
59、衡狀態(tài)。tmax對(duì) 做有效貢獻(xiàn)maxt整理ppt44 熵的統(tǒng)計(jì)意義The statistical meaning of entropylnkS Boltzmann公式 (1) S的物理意義: S是 的量度。(2) Boltzmann公式是統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的基礎(chǔ)。物化朱文濤12_分布定律_配分函數(shù)整理ppt(3) 從微觀角度理解幾個(gè)過(guò)程的熵變: 分解反應(yīng): N S V:k(平動(dòng)), S 在一定T,p下:Sm(g) Sm(l) Sm(s) 等T,p下不同理想氣體混合過(guò)程: 每種氣體均 VB SB T:能級(jí)數(shù)k, S整理ppt一、一、 Boltzmann分布定律分布定律45 Boltzmann分布定律Th
60、e Law of Boltzmann DistributionmaxtkiiningNi0*!*(對(duì)定域子系)(對(duì)離域子系)kiiningi0*!* 如何求ni*(最可幾分布)?整理ppt對(duì)定域子系:kiiningNti0!Nnkii0Unikii0(1)(2)(3)條件ni = ? t值最大!lnln!lnlniningNtiiiiiinnngnNNNlnlnlniiiinngnNNlnlnln從(1)式得: tmax (lnt)max(4) 整理pptiiiinngnNNtlnlnlnln0Nni0Unii(4) 求極值(5)(6)條件UnNntFiiilnLagrange未定乘數(shù)法:0i
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 安全生產(chǎn)工作要點(diǎn)概述
- 智能財(cái)稅綜合實(shí)訓(xùn) 下篇 課件 智能財(cái)稅基礎(chǔ)業(yè)務(wù)5 社會(huì)共享中級(jí)外包實(shí)務(wù)
- 2025年黨政領(lǐng)導(dǎo)干部黨章黨規(guī)黨紀(jì)黨史知識(shí)培訓(xùn)考試題庫(kù)及答案(共230題)
- 2025年度商標(biāo)權(quán)轉(zhuǎn)讓款代付服務(wù)協(xié)議
- 上市公司資金管理存款居間
- 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房裝修合同解除
- 無(wú)縫物流操作指南文件匯編
- 電子商務(wù)平臺(tái)客戶服務(wù)提升預(yù)案
- 塔式起重機(jī)安裝專項(xiàng)施工方案內(nèi)容
- 有機(jī)蔬菜種植要求
- 2023年寧夏回族自治區(qū)中考地理真題(原卷版)
- 2025年安全員C證考試題庫(kù)及答案-
- 2025年全球及中國(guó)電子雷管芯片模組行業(yè)頭部企業(yè)市場(chǎng)占有率及排名調(diào)研報(bào)告
- 小腸扭轉(zhuǎn)病人護(hù)理查房
- 第二十屆中央紀(jì)律檢查委員會(huì)第四次全體會(huì)議公報(bào)學(xué)習(xí)解讀
- 2025年國(guó)家財(cái)政部部屬單位招聘47人歷年高頻重點(diǎn)提升(共500題)附帶答案詳解
- 幼兒園歌唱活動(dòng)基本流程
- 機(jī)場(chǎng)航站樓高空保潔服務(wù)方案
- 醫(yī)用氣體安全培訓(xùn)
- 信息系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃制定指南考核試卷
- 人類同種異體組織市場(chǎng)發(fā)展預(yù)測(cè)和趨勢(shì)分析
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論