物理化學 (5)基礎藥學

物理化學

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物理化學多媒體課件劉洋緒論化學無機化學有機化學物理化學分析化學化學熱力學化學動力學結構化學量子化學電化學表面化學一、物理化學的任務和內容什么是物理化學化學現(xiàn)象與物理現(xiàn)象的聯(lián)系化學反應伴隨發(fā)生影響物理現(xiàn)象物理化學由此聯(lián)系出發(fā)研究化學反應的普遍規(guī)律物理化學的研究方法（理論基礎、試驗方法、數(shù)學演示）(一)物理化學的任務和內容（1）化學熱力學：方向、限度、能量轉換、宏觀性質（2）化學動力學：反應速率及機理（3）物質結構：宏觀性質與微觀結構的關系（二）物理化學的學習方法第一章熱力學第一定律化學熱力學研究的內容熱力學的特點：

第一節(jié)熱力學概論研究對象是宏觀的研究方法是宏觀的不涉及時間這個變量第二節(jié)熱力學基本概念定義：系統(tǒng)——研究對象（也成體系）環(huán)境——與系統(tǒng)有相互作用的外界系統(tǒng)的分類：一、系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)敞開系統(tǒng)（開放系統(tǒng)）封閉系統(tǒng)孤立系統(tǒng)定義：狀態(tài)平衡態(tài)平衡態(tài)包括的具體內容：二、熱力學平衡態(tài)平衡態(tài)熱平衡力學平衡相平衡化學平衡定義：由系統(tǒng)狀態(tài)確定的系統(tǒng)的各種熱力學性質特點：（1）是狀態(tài)的單值函數(shù)（2）改變化量決定于初末狀態(tài)（3）狀態(tài)函數(shù)的微小變化在數(shù)學上是全微分三、狀態(tài)函數(shù)與狀態(tài)方程（一）狀態(tài)函數(shù)單位：pPa、V

m3、T

K

n

mol、R

Jmol-1K-1

R

摩爾氣體常數(shù)

R＝8.314510Jmol-1K-1

pV=nRT（二）狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程也可表示為：pVm=RTpV=(m/M)RT以此可相互計算p,V,T,n,m,M,

(=m/V)按系統(tǒng)初末狀態(tài)變化四、過程與途徑簡單狀態(tài)變化過程：（即P、V、T）相變化過程：相變、混合等化學變化過程：按變化條件的不同等溫過程：T1=T2=T環(huán)等壓過程：P1=P2=P環(huán)等容過程：V絕熱過程：循環(huán)過程：定義：符號：Q和W是過程量：五、熱和功由于溫度不同而在系統(tǒng)與環(huán)境之間傳遞的能量，稱為熱。Q除熱以外，在系統(tǒng)與環(huán)境之間傳遞的能量，稱為功。W系統(tǒng)吸熱：Q＞0系統(tǒng)放熱：Q＜0系統(tǒng)對環(huán)境作功：W＜0環(huán)境對系統(tǒng)作功：W＞0系統(tǒng)的能量六、熱力學能動能勢能機械能定義、意義也稱熱力學能，U（1）內能是系統(tǒng)的性質，或者稱狀態(tài)函數(shù)（2）沒有絕對值內能第三節(jié)熱力學第一定律定律：數(shù)學表達式：一、熱力學第一定律能量守恒，表述方式很多（第一永動機不可能）ΔU=U2-U1=Q+W使用于非敞開系統(tǒng)二功的計算（一）功的分類功體積功（）非體積功（）電功表面功光軸功（二）體積功怎么算系統(tǒng)、v若體積膨脹或壓縮dV（即VV+dV）則（1）環(huán)境壓力做被積函數(shù)（2）此式中的W與熱力學表達式中的W不同（3）具體過程的體積功等外壓過程等壓過程自由膨脹等容過程理想氣體等溫可逆過程1、理想活塞2、外界壓強與系統(tǒng)壓強無限接近例題1、用管道輸送天然氣，當輸送壓力為200kPa，溫度為25℃時，管道內天然氣的密度為多少？假設天然氣可看作是純的甲烷。解：由題可知P=200×103Pa、T=25+273.15K、M=16.04×10-3kg.mol-1∵

=m/Vm=nMV=nRT/p例題2：今有2molH2，起始體積為15×10-3m3，若在恒定溫度298.2K時，經下列過程膨脹至體積為50×10-3m3，試計算個過程的功W。（H2