物理化學

物理化學是材料、地質、儲運、輕工等專業學生的一門重要的基礎課。該課程系統性、理論性強，概念抽象、公式繁多，因此初學者往往由於難以與實際應用結合而感到理解困難。我們在多年物理化學課程建設的基礎上，參考近年來物理化學最新的教學和科研成果，同時結合近化學、化工類專業的特點，編寫了這本適用於少學時的工科物理化學教材。

編寫本教材總體的指導思想是力圖做到簡明扼要、重點突出，並注重理論知識的實際應用。在各章節內容的編排上，按基礎知識、能力擴展、綜合應用三個層次架構教學內容體系，突出物理化學的方法原理以及與生產實際的結合。為便於學生學習，各章節對核心內容作了簡要介紹，提出對本章的基本要求。各章均附有自測題和習題，便於學生通過必要的練習，掌握基本概念和理論，並拓展靈活運用能力。

本書共7章，包括氣體、化學熱力學基礎、多組分系統熱力學與相平衡、化學平衡、電化學、化學反應動力學、表面現象與膠體分散系統。本書根據高等工科院校近化學化工類專業的特點，在闡明基本原理的基礎上，注重理論與實踐的結合。本書對熱力學內容作了較大的調整，主要內容有氣體、化學熱力學基礎、多組分系統熱力學與相平衡、化學平衡、電化學、化學反應動力學、表面現象與膠體分散系統等。

本書可作為高等工科院校近化學化工類各專業的教材，也可供有關人員參考。 ^[1] 

第1章氣體1

11理想氣體狀態方程1

111低壓氣體的經驗定律1

112理想氣體狀態方程2

113理想氣體的定義及微觀模型3

12道爾頓分壓定律和阿馬格分體積定律4

121混合氣體的組成及平均摩爾質量4

122分壓力定義和道爾頓分壓定律5

123分體積定義和阿馬格(Amagat)分體積定律5

13真實氣體狀態方程6

131真實氣體的非理想行為7

132範德華方程8

133真實氣體的其他狀態方程8

14真實氣體的液化與臨界狀態10

141CO2氣體液化過程的pVm等温曲線10

142臨界狀態及真實氣體液化的條件11

143超臨界流體及應用12

15普遍化壓縮因子圖13

151對比參數及對應狀態原理13

152壓縮因子Z及其物理意義13

153Z值的求法——普遍化壓縮因子圖14

第2章化學熱力學基礎19

21基本概念19

211系統和環境20

212狀態和狀態函數20

213熱力學平衡態21

214過程與途徑21

215熱和功22

22熱力學第一定律23

221熱力學能24

222熱力學第一定律24

223焓(H)25

224理想氣體的熱力學能和焓25

225定容熱和定壓熱26

23熱容及單純變温過程熱的計算27

231熱容定義27

232定容摩爾熱容和定壓摩爾熱容27

233Cp,m與CV,m的關係28

234熱容與温度的關係28

235單純變温過程熱的計算28

24可逆過程及可逆體積功的計算30

241可逆過程及其特點30

242可逆過程體積功計算32

243卡諾循環35

25節流膨脹過程37

251焦耳湯姆遜(JouleThomson)實驗37

252節流膨脹過程的ΔU和ΔH38

253焦耳湯姆遜係數38

26熱力學第二定律38

261自發過程的共同特徵39

262熱力學第二定律的經典表述39

27熵函數40

271熵函數及熵變定義40

272熱力學第二定律的數學式——克勞修斯不等式42

273熵增加原理與熵判據42

274熵的物理意義43

28亥姆霍茲函數與吉布斯函數43

281亥姆霍茲(Helmholz)函數44

282吉布斯(Gibbs)函數45

29熱力學函數間的重要關係式46

291熱力學函數間的關係式46

292熱力學的基本公式46

293麥克斯韋(JCMaxwell)關係式47

210物理過程熱力學函數變的計算49

2101單純pVT變化過程熱力學函數變的計算49

2102混合過程熱力學函數變的計算51

2103相變過程熱力學函數變的計算52

211化學反應過程熱力學函數變的計算55

2111化學反應過程熱的計算55

2112化學反應過程熵變的計算60

2113反應的標準摩爾吉布斯函數變計算62

第3章多組分系統熱力學與相平衡69

31組成表示法69

311B的物質的量分數70 ^[1] 

312B的物質的量濃度(簡稱B的濃度)70

313B的質量分數70

314溶質B的組成標度70

32偏摩爾量和化學勢71

321偏摩爾量的定義72

322偏摩爾量的集合公式72

323偏摩爾量之間的函數關係74

324化學勢定義74

325化學勢與温度、壓力的關係75

326理想氣體化學勢表示式75

327化學勢判據及應用76

33拉烏爾定律和亨利定律76

331拉烏爾(Rauolt)定律77

332亨利(Henry)定律77

333拉烏爾定律和亨利定律的微觀解釋77

34理想液態混合物78

341理想液態混合物的定義和微觀特徵78

342理想液態混合物中各組分的化學勢79

343理想液態混合物的混合性質79

35理想稀溶液80

351理想稀溶液的定義81

352理想稀溶液中溶劑和溶質的化學勢81

353稀溶液的依數性83

354溶質在不同稀溶液相中的分配——分配定律85

36逸度與活度86

361純真實氣體的化學勢——逸度概念87

362真實液態混合物中組分B的化學勢和活度87

363真實溶液中溶劑和溶質的化學勢88

37相律90

371基本概念90

372相律91

373相律的應用91

38單組分系統相圖93

381相圖製作93

382相圖解析94

383複雜單組分相圖94

384克拉佩龍方程95

39二組分系統氣液平衡相圖97

391二組分理想液態混合物氣液平衡相圖97

392二組分真實液態混合物的氣液平衡相圖100

393二組分液態部分互溶系統的氣液平衡相圖101

394二組分完全不互溶系統——水蒸氣蒸餾103

310液固平衡相圖104

3101固相完全不互溶系統固液相圖——熔點組成圖105

3102固相部分互溶系統固液相圖108

3103固相完全互溶系統固液相圖108

3104複雜固液系統相圖分析109

第4章化學平衡121

41化學反應的平衡條件121

42理想氣體化學反應的等温方程與平衡常數122

421理想氣體化學反應的等温方程122

422化學反應標準平衡常數123

423理想氣體反應系統平衡常數表示方法125

43復相化學平衡126

44化學反應平衡常數的計算及其應用128

441平衡常數的測定方法128

442平衡常數的計算129

443化學平衡常數的應用——平衡組成的計算129

444同時反應平衡組成的計算132

45温度及其他因素對理想氣體化學平衡的影響133

451化學反應等壓方程——温度對化學平衡的影響133

452化學反應等壓方程的積分式及其應用134

453壓力對化學平衡的影響136

454惰性氣體對化學平衡的影響137

46其他系統的化學平衡138

461真實氣體反應的化學平衡138

462液態混合物中的化學平衡138

47化學反應平衡的應用實例139

471合成氨反應的化學平衡139

472烴類熱解過程中的化學平衡139

473生活中的化學平衡140

第5章電化學146

51電解質溶液的導電機理及法拉第定律146

511導體的分類147

512電解質溶液的導電機理147

513法拉第定律147

52電導、電導率和摩爾電導率148

521電導與電導率149

522摩爾電導率149

523電導的測定149

524摩爾電導率與濃度的關係151 ^[1]