大学化学教材pdf(大学化学公式)
大学化学教材pdf(大学化学公式)
2024-11-25 12:19:45  作者:总是湿  网址:https://m.xinb2b.cn/tech/vbb196101.html

大学化学公式

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:Cv,m=Cv,mt=3R/2

常温下双原子分子:Cv,m=Cv,mt+Cv,mr=5R/2

等压热容与等容热容之差:

(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=


一些基本过程的ΔS、ΔG、ΔF的运算公式(Wf=0)

基本过程

ΔS

ΔG

ΔF

理想气体等温可逆过程

ΔFT=-WR=-

任意物质等压过程

ΔH-Δ(TS)

ΔU-Δ(TS)

任意物质等容过程

ΔH-Δ(TS)

ΔU-Δ(TS)

理想气体绝热可逆过程

0

ΔH-SΔT

ΔU-SΔT

理想气体从p1V1T1到p2V2T2的过程

1) 2) 3)

ΔH-Δ(ST)

ΔU-Δ(ST)

等温等压可逆相变

0

-WR

等温等压化学反应

ΔrGm=ΔrHm-TΔrSmΔrGm=-RTln+RTlnQp

ΔU-TΔS

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