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物 理 化 学 绪 论 物理化学(Physical Chemistry)形成于十九世纪下半叶 十八世纪中叶罗蒙诺索夫首先提出物理化学 (Физигеская Химия)一词 1887年 Ostwald(德)和 Vant Hoff(荷)创办 Journal of Physical Chemistry and Institut für Physik chemie 二十世纪以来,物理化学被广泛应用于工业生产和化学的科学研究 化学热力学与工程结合成为化工热力学，衍生出：电化学，界面化学，…… 物理化学主要研究： 1. 化学热力学：过程中能量转换，过程方向 和限度?过程的可能性 2. 量子力学： 微观系统的性质。 3. 统计热力学：系统的宏观性质是微观性质 的统计结果。 4. 化学动力学：过程进行的速率及机理 ? 过程的现实性 第一章 气体的pVT性质 基本要求： 1. 理解和会用理想气体状态方程（包括 混合物） 2. 理解范德华方程 3. 理解饱和蒸气压、临界状态、临界参数、 对比参数的概念 4. 理解对应状态原理 §1.2 理想气体混合物 一、 混合物组成的表示法 二、气体定律 1. 道尔顿定律和分压力 2. 阿马加定律和分体积 §1.4 真实气体的状态方程 范德华方程； 压缩因子及真实气体状态方程； 维里方程及其它经验方程。 范德华方程的意义： 提供了一种真实气体的简化模型，进行了真实气体与理想气体差别的理论分析； 建立了真实气体的经验方程，解决了中压范围内气体的pVT关系问题； 提出了修正理想气体方程的思想和方法，为以后建立更精确的真实气体状态方程奠定了基础。 对p、V 的修正不够完善，实际过程a、b参数与温度有关。 范德华常数与临界参数的关系 （二）压缩因子及真实气体状态方程 2. 对应状态原理 定义对比参数（ pr , Vr , Tr ）： 3. 普遍化压缩因子图 把对比参数、临界参数引入压缩因子定义式，得： 压缩因子图的应用 所研究的实际气体 pVT 及 pcVcTc已知： （三）真实气体的其它重要方程式 1. 维里方程 1901年，Kammerlingh-Onnes，纯经验方程 2. R-K方程 适用于非极性气体。 Z 的大小反映出真实气体对理想气体的偏差。 普遍化真实气体状态方程 理想气体：Z=1真实气体：Z?1 1. 压缩因子： Z1 真实气体比理想气体易于压缩；Z1 真实气体比理想气体难于压缩。 pr = p/pc，Vr = V/Vc ，Tr=T/Tc 对比参数反映了气体所处的状态偏离临界状态的程度。 对应状态原理 各种气体只要有两个对比参数相同，则第三个对比参数必定（大致）相同。 建立普遍化范德华方程（课本25页） 说明：1. 各种气体在临界状态下具有一定的普遍规律。 2 . 不论气体性质如何，处在相同对应状态的气体，具有相同的压缩因子（即 偏离理想气体的程度相同）。 选pr ,Tr 为变量，将Z表示为pr 、Tr的函数： 等Tr下，作Z~ pr图——双参数普遍化压缩因子图 Zc：0.26~0.29 Z 0.2 1.0 3.0 pr 1 0.1 10 Tr=1.0 1.03 1.05 1.4 2.0 15 0.9 0.8 0.7 15 2.0 1.4 1.05 1.03 1.0 压缩因子示意图及特点 任意的Tr下，当pr趋于0时，Z趋于1； pr相同时，Tr越大，Z越趋近于1； Tr1时，Z~ pr线不完整； Tr 不太高时， Z~ pr线一般先下降后上升； 在pr=8~10时， Tr1 的Z~ pr线交叉。 已知：T p 求 Vm 计算pVm = ZRT Tr pr 求 Z 查图 练习：CO2的Tc= 304.1K, pc= 7.39×106 Pa 。 求： T=471.15K, p=1.013 ×107 Pa 下的密度。 解：CO2的Tc= 304.1K, pc= 7.39×106 Pa 查图，Z=0.90 第二维里系数 第三维里系数 第四维里系数 双分子间相互作用 * * 上册 第一章 气体的pVT关系 第二章 热力学第一定律 第三章 热力学第二定律 第四章 多组分热力学 第五章 化学平衡 第六章 相平衡 下册 第七章 电化学 第八章 量子力学基础 第九章 统计热力学初步 第十章 界面现象 第十一章 化学动力学 第十二章 胶体化学 什么是物理化学？ pVT变化 相变化 化学变化 普遍规律 测量、研究 物理量的变化 理论指导 物理化学 通常生产和生活中三大