物理化学+第一章

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物理化学

上册

第五版

天津大学物理化学教研室编

主讲教师陈平

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参考书目1、傅献彩，沈文霞等编，物理化学(上下册),高等教育出版社 2、李文斌主编，物理化学解题指南；物理化学例题和习题，天津大学出版社 3、王文清，高宏成等编，物理化学习题精解(上下册),科学出版社 4、朱文涛编著，物理化学中的公式与概念，清华大学出版社 5、范崇正，杭瑚等编，物理化学-概念辨析、解题方法，中国科学技术大学出版社

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绪

论

0.1物理化学的目的和内容什么是物理化学从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手，从而探求化学变化中具有普遍性的基本规律。在实验方法上主要采用物理学中的方法。

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南大傅献彩教授：物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手，来探求化学变化及相关的物理变化基本规律的一门科学。

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中国大百科全书，唐有祺教授：以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系的特殊规律的学科。

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自然科学学科发展战略调研报告物理化学是研究化学学科中的原理和方法，研究化学体系行为最一般规律和理论的学科，是化学的理论基础。

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物理化学的目的为了解决生产实际和科学实验中向化学提出的理论问题，揭示化学变化的本质，更好地驾驭化学，使之为生产实际服务。实践-理论-实践物理化学实验室是培养学生向科学家转变的地方。

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物理化学的研究内容三大方面问题(三大部分) 1)化学反应的方向、限度和能量效应问题 (化学体系的平衡性质);化学热力学 2)化学反应的速率和反应机理问题(化学体系的动态性质);化学动力学 3)物质的性质与其结构之间的关系问题(化学体系的微观结构和性质)。结构化学

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0.2物理化学的研究方法物理化学的主要理论支柱：热力学、统计力学、量子力学。综合应用微观与宏观的研究方法，即热力学方法统计力学方法量子力学方法。

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热力学方法以众多质点组成的宏观系统作为研究对象，以两个经典热力学定律为基础，用一系列热力学函数及其变量描述系统从始态到终态的宏观变化，而不涉及变化的细节。注意：经典热力学方法只适用于平衡系统。

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统计力学方法用概率规律计算出系统内部大量质点微观运动的平均结果，从而解释宏观现象并能计算一些热力学的宏观性质。

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量子力学方法用量子力学的基本方程(E. Schrodinger方程)求解组成系统的微观粒子之间的相互作用及其规律，从而揭示物质性质与结构之间的关系。小结热力学适用于宏观系统；量子力学适用于微观系统；统计力学

则为上述两者的桥梁。

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将物理化学原理应用于不同的系统，则产生了：物理有机化学高分子物理化学生物物理化学冶金物理化学等等。

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0.3物理化学的建立与发展可分为三个阶段：第一阶段：1887-1920俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学”这一术语。 19世纪中叶：热力学第一和第二定律的提出； 1850年：Wilhelmy第一次定量测定反应速率； 1879年：质量作用定律建立； 1887年：俄国科学家W. Ostwald和荷兰科学家J.H.Van’t Hoff合办了第一本德文《物理化学杂志》(创刊)。

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1889年：Arrhenius公式的建立和活化能概念的提出； 1906-1912:Nernst热定理和热力学第三定律的建立。第二阶段：1920-1960 1926年：量子力学建立； 1927年：求解氢分子的薛定谔方程； 1931年：价键理论建立； 1932年：分子轨道理论建立；

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1935年：共振理论建立，过渡状态理论建立； 1950年：提出链反应的动力学理论。第三阶段：1960由于激光技术和计算机技术的发展，物理化学各领域(热化学、化学热力学、电化学、溶液化学、胶体化学、表面化学、化学动力学、催化化学、量子化学、结构化学等)向更深度和广度发展。宏观微观

平衡态

静态动态非平衡态体相表相

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0.4物理化学课程的学习方法1、注重逻辑推理，抓住重点，自己亲自动手推导公式，深入理解概念的物理意义； 2、多做习题，学会解题方法。 (很多东西只有通过解题才能学到，不会解题，就不可能掌握物理化学。) 3、做到课前预习，课后复习，及时总结。

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有关本课程的几点要求：作业：准备二本习题本，每周上交一次；习题讨论课：根据需要，有的章节内容授课结束后，有一次习题讨论，并对相关的概念、公式进行小结(要求同学事先做好复习)。网上答疑：c224@

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第一章气体的pVT关系本章要点 1.理想气体状态方程、气体混合物 2.真实气体状态方程、压缩因子

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物质的聚集状态气体、液体、固体。气体液体、固体气态凝聚态均相相多相

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气体、液体、固体。宏观性质：如：压力p、体积V、温度T、密度ρ、热力学能(内能)U等等。