物理化学公式热力学第一定律 功:δW=δWe+δWf
(1)膨胀功 δWe=p外dV????? 膨胀功为正,压缩功为负。 (2)非膨胀功δWf=xdy
非膨胀功为广义力乘以广义位移。如δW(机械功)=fdL,δW(电功)=EdQ,δW(表面功)=rdA。
热 Q:体系吸热为正,放热为负。
热力学第一定律:? △U=Q—W???????? 焓? H=U+pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。 热容?? C=δQ/dT
(1)等压热容:Cp=δQp/dT= (?H/?T)p (2)等容热容:Cv=δQv/dT= (?U/?T)v 常温下单原子分子:Ctv,m=Cv,m=3R/2 常温下双原子分子:Cv,m=Ctrv,m+Cv,m=5R/2 等压热容与等容热容之差:
集
(1)任意体系?? Cp —Cv=[p+(?U/?V)T](?V/?T)p (2)理想气体?? Cp —Cv=nR 理想气体绝热可逆过程方程:
? ?pVγ=常数? TVγ-1=常数??? p1-γTγ=常数 γ=Cp/ Cv ? ?理想气体绝热功:W=Cv(T1—T2)=(p1V1—p2V2) 理想气体多方可逆过程:W=(T1—T2)
热机效率:η=??????????? 冷冻系数:β=-Q1/W 可逆制冷机冷冻系数:β= 焦汤系数: μJ-T==- 实际气体的ΔH和ΔU: ?? ΔU=+????? ΔH=+
化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Qp=QV+ΔnRT 当反应进度? ξ=1mol时, ΔrHm=ΔrUm+RT 化学反应热效应与温度的关系: 热力学第二定律 Clausius不等式:
熵函数的定义:dS=δQR/T?????????? Boltzman熵定理:S=klnΩ Helmbolz自由能定义:F=U—TS????? Gibbs自由能定义:G=H-TS 热力学基本公式:
(1)组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程: dU=TdS-pdV????? dH=TdS+Vdp dF=-SdT-pdV???? dG=-SdT+Vdp (2)Maxwell关系: ???? =????? =-
(3)热容与T、S、p、V的关系: CV=T???????? Cp=T
Gibbs自由能与温度的关系:Gibbs-Helmholtz公式? =- 单组分体系的两相平衡:
(1)Clapeyron方程式:=??? 式中x代表vap,fus,sub。 (2)Clausius-Clapeyron方程式(两相平衡中一相为气相):=
(3)外压对蒸汽压的影响:????? pg是在惰性气体存在总压为pe时的饱和蒸汽压。 吉不斯-杜亥姆公式:SdT-Vdp+=0
dU=TdS-pdV+?????? dH=TdS+Vdp+ dF=-SdT-pdV+???? dG=-SdT+Vdp+
在等温过程中,一个封闭体系所能做的最大功等于其Helmbolz自由能的减少。等温等压下,一个封闭体系所能做的最大非膨胀功等于其Gibbs自由能的减少。 统计热力学
波兹曼公式:S=klnΩ
一种分布的微观状态数:定位体系:ti=N!? 非定位体系:ti=???????? 波兹曼分布:=
在A、B两个能级上粒子数之比:?=?
波色-爱因斯坦统计:Ni=???? 费米-狄拉克统计:Ni= 分子配分函数定义:q=??? -i为能级能量 ????????????????? q=??? ??-i为量子态能量 分子配分函数的分离:q=qnqeqtqrqv 能级能量公式:平动:εt= 转动:εr=??????? 振动:εv=
分子配分函数表达式:平动:当所有的平动能级几乎都可被分子到达时
一维:qt=???? 二维:qt=A ???三维:qt= 转动:线性q==??????? =?? 为转动特征温度 ???? ??非线性q=
振动:双原子分子qV==??? =?为振动特征温度 多原子线性:qV=? 多原子非线性:qV=
电子运动:qe=(2j+1)?? ???原子核运动:qn=(2Sn+1) 热力学函数表达式:
F=-kTlnqN(定位)???????? F=-kTln(非定位) S=klnq+NkT(定位)?? S=kln+NkT(非定位) G=-kTlnqN+NkTV(定位) G=-kTln+NkTV(非定位)
U=NkT2???????????? H=NkT2+NkTV P=NkT????????????? CV=
一些基本过程的ΔS、ΔG、ΔF的运算公式(Wf=0)?
N
r
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基本过程 ΔS ΔG ΔF
物理化学公式大全
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