物理化学笔记公式c超强
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热力学第一定律功:δW =δW e +δW f(1) 膨胀功 δW e =p 外dV 膨胀功为正,压缩功为负。
(2) 非膨胀功δW f =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 =Q —W e =Q —p 外dV (δW f =0) 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:C p =δQ p /dT = (∂H/∂T )p (2) 等容热容:C v =δQ v /dT = (∂U/∂T )v理想气体ΔU,ΔH 的计算: 对理想气体的简单状态变化过程:定温过程:Δ U =0; Δ H =0变温过程:对理想气体, 状态变化时 dH=dU+d(PV) 若理想气体的摩尔热容没有给出,常温下有:理想气体绝热可逆过程方程式:标准态:气体的标准态:在任一温度T 、标准压力 P 下的纯理想气体状态;液体(或固体)的标准态:在任一温度T 、标准压力下的纯液体或纯固体状态。
标准态不规定温度,每个温度都有一个标准态。
摩尔反应焓:单位反应进度(ξ=1mol)的反应焓变Δr H m 。
标准摩尔生成焓:一定温度下由热力学稳定单质生成化学计量数 νB=1的物质B 的标准摩尔反应焓,称为物质B 在该温度下的标准摩尔生成焓。
用 表示 (没有规定温度,一般298.15 K 时的数据有表可查)标准摩尔燃烧焓:一定温度下, 1mol 物质 B 与氧气进行完全燃烧反应,生成规定的燃烧产物时的标准摩尔反应焓,称为B 在该温度下的标准摩尔燃烧焓。
用 表示.单位:J mol-1为可逆过程中体积功的基本计算公式,只能适用于可逆过程。
计算可逆过程的体积功时,须先求出体系的 p~V 关系式,然后代入积分。
⎰-=21d V V V p W 2112ln ln p pnRT V V nRT W -=-=适用于理想气体定温可逆过程。
物理化学公式总结物理化学是研究物质变化及其中发生的物理现象的学科,公式是物理化学研究的基础工具之一。
本文将对一些常用的物理化学公式进行总结和解析,帮助读者更好地理解这些公式的实际应用。
1. 状态方程状态方程描述了物质的状态及其性质与条件之间的关系。
其中,最为著名的状态方程是理想气体状态方程:PV = nRT。
它表达了气体的压强(P)、体积(V)、摩尔数(n)与温度(T)之间的关系,其中 R 是气体常数。
2. 阿伏伽德罗定律阿伏伽德罗定律是描述理想气体摩尔浓度与分压之间的关系的公式。
根据阿伏伽德罗定律,理想气体的摩尔浓度与其分压成正比:C = kP,其中 C 是摩尔浓度,P 是分压,k 是比例常数。
3. 物质的摩尔浓度物质的摩尔浓度表示单位体积或单位质量物质中包含的物质的量。
它可以用以下公式表示:C = n/V,其中 C 是摩尔浓度,n 是物质的摩尔数,V 是溶液的体积。
4. 热力学公式热力学是研究能量转化和能量变化规律的学科。
热力学公式中最为著名的是热力学第一定律:ΔU = q + w,其中ΔU 是系统内能的变化量,q 是系统吸热量,w 是系统对外做功。
5. 熵的变化熵是描述系统混乱程度的物理量,它可以用来分析物质在化学反应中的状态变化。
熵的变化可以用以下公式表示:ΔS = ΔS_prod - ΔS_react,其中ΔS 是熵的变化量,ΔS_prod 是生成物的总熵变,ΔS_react 是反应物的总熵变。
6. 酸碱中和反应酸碱中和反应是常见的化学反应类型之一。
在酸碱中和反应中,酸和碱反应生成盐和水。
一些重要的酸碱中和反应公式包括酸的离解方程式(例如 HCl -> H+ + Cl-)和碱的离解方程式(例如NaOH -> Na+ + OH-)。
7. 溶解度平衡常数溶解度平衡常数是描述溶液中溶质的溶解程度的物理化学参数。
对于一般的溶液,溶解度平衡常数可以用以下公式表示:Ksp =[A+]^m[B-]^n,其中 Ksp 是溶解度平衡常数,[A+] 是阳离子的浓度,[B-] 是阴离子的浓度,m 和 n 是阳离子和阴离子在化学方程式中的系数。
大学物理化学公式总结大学物理化学是自然科学中的重要分支,主要研究物质的结构、性质和变化规律。
在物理化学的学习中,公式是不可或缺的工具,能够帮助我们更好地理解和计算各种物理和化学现象。
下面我将总结一些常见的物理化学公式。
一、热力学1. 熵变公式:ΔS = S_final - S_initial2. 焓变公式:ΔH = H_final - H_initial3. 内能变化公式:ΔU = Q + W4. 等温过程熵变:ΔS = nRln(V_final/V_initial)5. 等温过程内能变化:ΔU = 0二、量子力学1. 德布罗意波长:λ = h/(mv)2. 薛定谔方程:Ĥψ = Eψ3. 单电子波函数:ψ = ψ(r,t)4. 束缚能级:E = -13.6eV/n^25. 能态数:N = 2n^2三、热力学平衡1. 平衡常数表达式:K = ([C]^c[D]^d) / ([A]^a[B]^b)2. 平衡常数和自由能变化的关系:ΔG = -RTlnK3. 反应速率表达式:v = k[A]^a[B]^b4. 阿累尼乌斯方程:ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 - 1/T2)四、电化学1. 法拉第定律:i = nFv2. 电解质浓度与导电率的关系:κ = λC3. 电解质浓度与摩尔导电率的关系:κ = λC4. 电解质摩尔导电率与离子浓度的关系:λ = κ/C五、化学动力学1. 反应速率表达式:v = k[A]^a[B]^b2. 速率常数和反应物浓度的关系:k = Ae^(-Ea/RT)3. 反应活化能:Ea = RT(ln(k/T) - ln(A))4. 反应级数:n = d(log[A])/dt = d(log[B])/dt = ...六、光化学1. 光电效应能量关系:E = hf = h(c/λ)2. 跃迁能级差:ΔE = E_final - E_initial3. 确定量子数:nλ = 2πr4. 单色光弹性散射能量变化:ΔE = 2(E_final - E_initial)以上只是其中一部分常见的物理化学公式,这些公式在研究和解决物理化学问题时起到了重要的作用,帮助我们理解和预测各种现象。
最全物理化学公式集以下是一个详细的物理化学公式集合,包含了许多常用的公式和方程式。
这些公式可以帮助学生更好地理解物理化学的理论,并应用于解决相关问题。
1.经典力学:-牛顿第一定律:物体保持匀速直线运动或静止,直到有外力作用。
-牛顿第二定律:物体的加速度与作用在其上的力成正比,与物体的质量成反比。
-牛顿第三定律:对于任何两个物体,彼此之间的作用力大小相等,方向相反。
-动能定理:物体的动能等于其质量乘以速度的平方的一半。
-动量定理:物体的动量变化等于作用在其上的力乘以时间间隔。
-弹性碰撞:在碰撞中,总动量和总动能守恒。
2.热力学:-热力学第一定律:能量不会自行产生或消失,只会转化为其他形式。
-热容量公式:物体吸收或释放的热量与其质量、温度变化以及物体的热容量有关。
-理想气体状态方程:PV=nRT,其中P是压力,V是体积,n是物质的摩尔数,R是气体常数,T是温度。
-熵变方程:ΔS=Q/T,其中ΔS是系统的熵变,Q是吸收或释放的热量,T是温度。
3.电化学:-法拉第定律:通过电解的物质的质量与通过电解的电荷数成正比。
-电动势公式:电动势等于化学反应中产生的能量与电荷数的比值。
- 纳尔斯特方程:E = Eo - (RT/nF)ln(Q),其中E是电池的电动势,Eo是标准电动势,R是气体常数,T是温度,n是电子转移数,F是法拉第常数,Q是反应物的活性。
4.量子力学:-布罗意波长:λ=h/p,其中λ是波长,h是普朗克常数,p是物体的动量。
-不确定性原理:ΔxΔp≥h/(4π),其中Δx是位置的不确定度,Δp是动量的不确定度,h是普朗克常数。
5.光学:- 折射率公式:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂,其中n₁和n₂是介质的折射率,θ₁和θ₂是光线的入射和折射角度。
-焦距公式:1/f=1/u+1/v,其中f是透镜的焦距,u是物体的距离,v是像的距离。
6.分析化学:-摩尔浓度公式:C=n/V,其中C是溶液的摩尔浓度,n是溶质的物质的摩尔数,V是溶液的体积。
物理化学公式总结物理化学是研究物质的结构、性质和变化的科学,它使用数学和物理的原理来解释化学现象。
在物理化学的研究过程中,涉及到许多重要的公式,这些公式是揭示物质性质和相互作用规律的基础。
下面我将为大家总结一些物理化学中常见的公式。
1. 热力学公式热力学公式描述了物质在热平衡状态下的性质和能量转化规律。
其中最基本的公式是热力学第一定律(能量守恒定律):∆U = q + w其中,∆U表示系统内能的变化,q表示传递给系统的热量,w 表示系统对外界做的功。
2. 热力学第二定律热力学第二定律描述了能量的定向流动规律。
其中最著名的公式是卡诺热机效率公式:η = 1 - Tc/Th其中,η表示卡诺热机的效率,Tc表示冷热源的温度,Th表示热源的温度。
3. 热力学公式一般表达式根据热力学第一定律,可以推导出一般的热力学公式:dU = TdS - PdV其中,dU表示系统内能的微小变化,T表示温度,dS表示系统的熵变化,P表示压力,dV表示体积的微小变化。
4. 热力学常用关系根据热力学公式一般表达式,可以得到一些重要的热力学关系:Gibbs自由能(G)与焓(H)的关系:G = H - TS其中,G表示Gibbs自由能,H表示焓,T表示温度,S表示熵。
5. 气体状态方程气体状态方程描述了理想气体和实际气体之间的关系。
最常见的气体状态方程是理想气体状态方程:PV = nRT其中,P表示压力,V表示体积,n表示气体的摩尔数,R表示气体常数,T表示温度。
6. 麦克斯韦速率分布定律麦克斯韦速率分布定律描述了气体分子速度的分布规律。
根据麦克斯韦速率分布定律,可以得到气体分子的平均动能(等于温度的能量):KE = (3/2) kT其中,KE表示气体分子的平均动能,k表示玻尔兹曼常数,T表示温度。
7. 热容公式热容公式描述了物质温度变化时的热量和温度之间的关系。
最常用的热容公式是:C = q/∆T其中,C表示热容,q表示吸收或释放的热量,∆T表示温度变化。
物理化学 热力学第一定律功:δW =δW e +δW f(1)膨胀功 δW e =p 外dV 膨胀功为正,压缩功为负。
(2)非膨胀功δW f =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:C p =δQ p /dT = (∂H/∂T )p (2)等容热容:C v =δQ v /dT = (∂U/∂T )v 常温下单原子分子:C v ,m =C v ,m t =3R/2常温下双原子分子:C v ,m =C v ,m t +C v ,m r =5R/2 等压热容与等容热容之差:(1)任意体系 C p —C v =[p +(∂U/∂V )T ](∂V/∂T )p (2)理想气体 C p —C v =nR 理想气体绝热可逆过程方程:pV γ=常数 TV γ-1=常数 p 1-γT γ=常数 γ=C p / C v 理想气体绝热功:W =C v (T 1—T 2)=11-γ(p 1V 1—p 2V 2)理想气体多方可逆过程:W =1nR-δ(T 1—T 2)热机效率:η=212T T T - 冷冻系数:β=-Q 1/W可逆制冷机冷冻系数:β=121T T T -焦汤系数: μJ -T =HpT⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=-()p T C p H ∂∂ 实际气体的ΔH 和ΔU : ΔU =dT T U V ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+dV V U T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ΔH =dT T H P ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+dp pH T⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Q p =Q V +ΔnRT 当反应进度 ξ=1mol 时, Δr H m =Δr U m +∑BB γRT化学反应热效应与温度的关系:()()()dTB C T H T H 21T T m p B1m r 2m r ⎰∑∆∆,+=γ热力学第二定律Clausius 不等式:0TQS BAB A ≥∆∑→δ—熵函数的定义:dS =δQ R /T Boltzman 熵定理:S =kln Ω 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: T V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=VT p ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ Tp S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=-p T V ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ (3)热容与T 、S 、p 、V 的关系:C V =T VT S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ C p =T p T S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ Gibbs 自由能与温度的关系:Gibbs -Helmholtz 公式 ()pT /G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂T =-2TH ∆单组分体系的两相平衡: (1)Clapeyron 方程式:dTdp =mX m X V T H ∆∆ 式中x 代表vap ,fus ,sub 。
高中物理化学公式总结高中物理化学公式总结一、常见物理公式1. 力的等效原理:F = m·aF为物体所受的力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
2. 牛顿第二定律:F = m·aF为作用在物体上的力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
3. 弹力公式:F = k·xF为弹力的大小,k为弹簧的弹性系数,x为弹簧伸长或压缩的长度。
4. 万有引力定律:F = G·(m₁·m₂)/r²F为两个物体之间的引力,G为引力常量,m₁和m₂分别为两个物体的质量,r为两个物体之间的距离。
5. 动能公式:KE = (1/2)·m·v²KE为物体的动能,m为物体的质量,v为物体的速度。
6. 功的定义:W = F·s·cosθW为所作的功,F为作用力的大小,s为力所产生的位移,θ为力的方向与位移方向之间的夹角。
7. 功的公式:W = ΔEW为所作的功,ΔE为物体的能量变化。
8. 功率公式:P = W/tP为功率,W为所作的功,t为所用的时间。
9. 波速公式:v = λ·fv为波速,λ为波长,f为频率。
10. 折射公式:n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂n₁和n₂分别为两种介质的折射率,θ₁和θ₂分别为入射角和折射角。
二、常见化学公式1. 摩尔质量公式:M = m/nM为物质的摩尔质量,m为物质的质量,n为物质的摩尔数。
2. 摩尔浓度公式:C = n/VC为溶液的摩尔浓度,n为溶质的摩尔数,V为溶液的体积。
3. 摩尔分数公式:X = n/(n₁ + n₂ + ...)X为溶质的摩尔分数,n为溶质的摩尔数,n₁、n₂为溶剂的摩尔数。
4. 理想气体状态方程:PV = nRTP为气体的压强,V为气体的体积,n为气体的摩尔数,R为理想气体常数,T为气体的温度(单位为开尔文)。
5. 颓变反应速率公式:v = k·[A]^m·[B]^nv为反应速率,k为反应速率常数,[A]和[B]为反应物的浓度,m和n为反应物的反应级数。
热力学第二定律熵的定义其中 Qrev是环境在可逆过程(严格的说是准静态过程)中传递给系统的热。
T指的是热源,或者环境的温度,不是系统的温度。
但是在可逆过程中,环境的温度和系统的温度总是相同的。
例如,我们考虑完美气体等温膨胀的熵变,从Vi到Vf。
其中,完美气体的内能与体积无关,故膨胀内能不变。
熵也是一个多元函数,故其微分向量的积分与路径无关。
卡诺循环卡诺循环验证了熵是个多元函数。
1.气体(Th温度)与高温热源接触(Th),等温可逆膨胀(注意辨析,例如等外压膨胀就不是可逆膨胀)到B,吸收了qh的热2.气体与高温热源脱离,绝热可逆膨胀到C,温度下降到Tc3.气体与低温热源接触(Tc),等温可逆压缩至D,放出qc的热4.与低温热源脱离,绝热可逆压缩使得温度回升至Th 总的来说,由于绝热可逆过程压根没有热量交换,因此根据熵的定义这是没有熵增的过程,属于一种完美的可逆过程,而等温可逆膨胀是一种熵增的过程,并不是一种完美的可逆过程。
如果整体的熵变为零,则验证了其为多元函数热机效率我们看到,卡诺循环其实是从高温热源吸收能量而释放到低温热源,中间的第二阶段绝热可逆膨胀是在向外做功w,那这个功有多大呢?很好算,而热机效率就是指这个功占吸收的量的多少,因此有然而,第二阶段的做功不一定是可逆的,所以一般热机的做功效率一般小于这个理想热机的效率克劳修斯不等式我们在这里用一种较为数学的方式推出该不等式。
其基础是热力学第二定律,也即一个隔离系统总会有最大功定理考虑一个初态末态确定的系统(主系统),与一个可逆热源与一个可逆功源,它们三个组成一个隔离系统。
该定理说的是,主系统变化的每一个可能的过程中,只有熵增为0的准静态过程(严格意义上的可逆过程)做功最大。
同时对于任意一个严格意义上的的可逆过程,传热相同。
在此你需要了解,绝热的可逆功源是一个熵变为0的准静态子系统。
证明留待以后。
(可以理解为依定义为0)由于主系统初末态确定,因此任意两个过程都会造成相同的不同的是变化的内能在可逆功源(RWS)与可逆热源(RHS)之间的分配那么对可逆功源做功越多,对可逆热源放热越少,或者说吸热越多。
物理化学公式大全物理化学是研究物质的物理性质和化学性质之间的关系的学科。
以下是一些在物理化学中常用的公式:1.热力学方程:-理想气体状态方程:PV=nRT其中P为气体压强,V为气体体积,n为气体摩尔数,R为气体常数,T为气体温度。
-内能变化公式:ΔU=q+w其中ΔU为系统内能变化,q为系统吸取或放出的热量,w为系统对外界做的功。
-能量守恒定律:ΔE=q+w其中ΔE为系统总能量变化,q为系统吸取或放出的热量,w为系统对外界做的功。
2.动力学方程:-反应速率公式:r=k[A]^m[B]^n其中r为反应速率,k为反应速率常数,[A]和[B]分别为反应物A和B的浓度,m和n为反应物的反应级数。
- Arrhenius 公式:k = A * e^(-Ea/RT)其中 k 为反应速率常数,A 为 Arrhenius 常数,Ea 为活化能,R为气体常数,T 为反应温度。
3.量子力学方程:- 波函数公式:Ψ = Σcnφn其中Ψ 为波函数,cn 为系数,φn 为基态波函数。
- Schroedinger 方程:HΨ = EΨ其中H为哈密顿算符,Ψ为波函数,E为能量。
4.热力学方程:- 熵变公式:ΔS = q_rev / T其中ΔS 为系统熵变,q_rev 为可逆过程吸放热量,T 为温度。
- Gibbs 自由能公式:ΔG = ΔH - TΔS其中ΔG 为 Gibbs 自由能变化,ΔH 为焓变化,ΔS 为熵变化,T 为温度。
5.电化学方程:- Nerst 方程:E = E° - (RT / nF) * ln(Q)其中E为电池电势,E°为标准电势,R为气体常数,T为温度,n为电子数,F为法拉第常数,Q为电化学反应的反应物浓度比。
- Faraday 定律:nF = Q其中n为电子数,F为法拉第常数,Q为电荷数。
以上公式只是物理化学中的一小部分,这里列举的是一些常见的、基本的公式,实际上物理化学领域有非常多的公式和方程可供使用。
物理化学公式物理化学是研究物质的物理性质和化学性质之间关系的学科。
在物理化学的研究过程中,我们常常会涉及到一些重要的公式和方程式,这些公式和方程式可以帮助我们理解物质的变化规律和性质。
下面是一些常见的物理化学公式的介绍。
1. 确定物质的相变温度:在物理化学中,相变温度是指物质从一种相变为另一种相的温度。
常见的相变温度公式包括冰点温度公式和沸点温度公式。
冰点温度公式:T(°C) = (Rm - R0)/(Rm - R1) * 100其中,T为冰点温度,R0为纯净冰的电阻,R1为冰与盐混合的电阻,Rm为冰与水混合的电阻。
沸点温度公式:T(°C) = Rm - 0.32其中,T为沸点温度,Rm为纯净液体的电阻。
2. 确定理想气体的状态:理想气体状态方程是气体物理化学中最常用的公式之一。
理想气体状态方程可以用来描述理想气体的压强、体积和温度之间的关系。
理想气体状态方程:PV = nRT其中,P为气体的压强,V为气体的体积,n为气体的物质量,R为气体常数,T为气体的温度。
3. 确定溶解度:溶解度是指在一定温度下,单位体积的溶剂中可以溶解的最大溶质质量。
溶解度可以通过溶质溶解度积常数来表示。
溶质溶解度积常数:Ksp = [A+]^a * [B-]^b其中,Ksp为溶质溶解度积常数,A+和B-分别代表溶质的阳离子和阴离子,a和b分别代表阳离子和阴离子的个数。
4. 确定化学反应速率:化学反应速率是化学反应物质浓度的变化率。
化学反应速率可以通过测定反应物质浓度随时间的变化来确定。
化学反应速率公式:v = - (1/a)(Δ[A]/Δt) =(1/b)(Δ[B]/Δt) = (1/c)(Δ[C]/Δt)其中,v为化学反应速率,a、b、c分别为化学反应中反应物A、B、C的化学计量数,[A]、[B]、[C]分别为反应物A、B、C的浓度,Δt为反应时间。
5. 确定能量变化:在物理化学中,常常需要计算系统的能量变化。
物理化学公式物理化学公式是物理学和化学的交叉学科的重要组成部分,被广泛应用于科学和工程领域。
这些公式描述了物质和能量之间的关系,提供了揭示自然界行为的数学工具。
在本文中,将介绍一些物理化学领域的常见公式。
物理化学学科涉及的公式众多且复杂,其中一些是由著名科学家在长期的研究和实验基础上总结出来的。
以下是一些物理化学中常见的公式:1. 理想气体状态方程:PV = nRT其中,P是气体的压强,V是体积,n是摩尔数,R是气体常数,T 是温度。
该公式描述了理想气体在不同温度和压力下的状态。
2. 质量守恒定律:m₁ + m₂ = m₃这是化学反应中最基本的公式,表示反应前后物质的质量守恒。
3. 热力学第一定律(能量守恒定律):ΔU = q + w其中,ΔU表示系统内能的变化,q表示系统吸收的热量,w表示系统对外做功。
这个公式表明了能量在物理化学过程中的守恒。
4. 阿伏伽德罗常数(用于描述分子和原子间的关系):Nₐ = 6.0221 × 10²³ mol⁻¹它表示在摩尔中包含的粒子数目,由此可推导出物质的摩尔质量。
5. 波尔原子模型公式:E = -2.178 × 10⁻¹⁸ (Z²/n²) J其中,E表示氢原子的能量,Z表示核电荷数,n表示电子的主量子数。
这个公式用于描述氢原子的能级和能量。
6. 平均气体动能公式:KE = (3/2) kT其中,KE表示气体分子的平均动能,k是玻尔兹曼常量,T是温度。
这个公式表明了温度和气体分子动能之间的关系。
7. 化学反应速率公式:v = k[A]ⁿ[B]ᵐ这是描述化学反应速率的公式,v表示反应速率,k是速率常数,[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度,ⁿ和ᵐ是反应物在反应速率中的指数。
8. Nernst方程:E = E° - (RT/nF) ln(Q)该方程描述了电池电势的计算,E表示电池的电势,E°是标准电势,R是气体常数,T是温度,n是电子转移数,F是法拉第常数,Q是反应物浓度的比值。
物理化学公式大全物理化学是研究物质及其性质与能量变化之间关系的学科。
在物理化学的学习与研究过程中,掌握一些重要的公式是十分关键的。
下面是物理化学公式的大全,帮助你更好地理解和运用这些公式。
1. 热力学公式1.1 热力学第一定律dU = dq + dw其中,dU表示系统内能的变化,dq表示系统吸收的热量,dw表示系统对外界所做的功。
1.2 热力学第二定律(卡诺循环)η = 1 - Tc / Th其中,η表示卡诺循环的热效率,Tc表示循环过程中的低温热源温度,Th表示循环过程中的高温热源温度。
1.3 熵变ΔS = ∫dq / T其中,ΔS表示熵变,dq表示吸收的热量,T表示温度。
2. 电化学公式2.1 奥姆定律I = U / R其中,I表示电流强度,U表示电压,R表示电阻。
2.2 法拉第定律I = nFv其中,I表示电流强度,n表示电离物质的摩尔数,F表示法拉第常数,v表示电离的速率。
2.3 电解质溶液中浓度的关系c = n / V其中,c表示溶液的浓度,n表示溶质的物质的量,V表示溶液的体积。
3. 量子化学公式3.1 玻尔模型电子能级En = - 13.6 / n²其中,En表示第n个电子能级的能量。
3.2 库仑势能E = - (Z × e²) / (4πε₀r)其中,E表示两个带电粒子之间的库仑势能,Z表示电荷的量子数,e表示元电荷,ε₀表示真空介电常数,r表示两个带电粒子的距离。
4. 动力学公式4.1 反应速率常数k = A × e^(-Ea / RT)其中,k表示反应速率常数,A表示指前因子,Ea表示活化能,R 表示气体常数,T表示温度。
4.2 阿伦尼乌斯方程k = Z × f(ΔE)其中,k表示反应速率常数,Z表示碰撞频率,f(ΔE)表示碰撞激活因子,ΔE表示碰撞能量。
5. 其他公式5.1 时间-位移关系x = v₀t + 1/2at²其中,x表示位移,v₀表示初始速度,t表示时间,a表示加速度。
平衡常数
一个反应如果达到平衡,那么理论上它的吉布斯自由能应该达到一个极小值。
这是本章的基础。
如果有一个反应是A转化成B,同时二者在当前组成下化学势不等,那么就不会停止,直到转化到生成A还是生成B化学势都相等的时候停止。
例如:
用反应进度代替dnB,则有:
完美气体反应平衡
达到平衡,记这个Q值为K,平衡常数
一般情况
注意到一个化学反应可以写成:
故在平衡时有:
当平衡时,Q的取值定义为K,为平衡常数,通过以下算式算出K
需要明确,活度是一种量纲为1的东西。
还记得之前讲到活度时,活度是由选定的标准状态引申出来的实验量,因此如果标准状态选取的不同,那么活度也会不同,但是这并会影响
平衡常数K。
生命科学中的平衡常数
一般来说,活度的计算用浓度近似代替即:
试着用两种不同的算式来算算看平衡常数与反应商:
看起来平衡常数变了,怎么都不对吧,其实平衡常数只是个指标,告诉你按什么式子算出来后结果跟平衡常数比大小,只要是按照生物的标准态算的反应商Q,就是可以比较的,这是没有问题的。
没有区别。
条件对平衡的影响
勒夏特列原理,又称傲娇定律。
总结了组成对平衡常数的关系
温度对平衡的影响根据吉布斯-亥姆赫兹方程。
九年级物理化学知识点公式物理和化学作为自然科学的一部分,在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
通过学习物理和化学,我们能够更好地理解和解释自然界中发生的现象和过程。
在九年级的物理化学课程中,有许多重要的知识点和公式需要掌握。
下面将为大家介绍一些常见的物理化学知识点及其相关公式。
一、力与运动力和运动是物理学中最基本的概念之一。
牛顿的力学定律为我们提供了描述力和运动的基本原理。
1. 牛顿第一定律(惯性定律):物体静止或匀速运动的状态,如果不受外力的作用,将会保持不变。
2. 牛顿第二定律(力的作用定律):当一个物体受到外力作用时,它的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。
其数学表达为F = ma,其中F表示作用力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
3. 牛顿第三定律(作用与反作用定律):任何一个物体都会对其他物体施加同等大小、相反方向的力。
二、能量与功能量是物理学中的重要概念,描述了物体的储备和转化。
功是描述力对物体所做的工作的概念。
1. 动能:动能是由于物体的运动而具有的能量。
动能的数学表达为E_k = 1/2mv^2,其中E_k表示动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
2. 势能:势能是物体由于位置、形状或状态而具有的能量。
常见的势能包括重力势能、弹性势能等。
3. 功:功是力对物体所做的工作。
功的数学表达为W = Fs,其中W 表示功,F表示力的大小,s表示力的方向上的位移。
三、电学电学是物理学中非常重要的一部分,描述了电荷与电场之间的相互作用。
1. 电压(电势差):电压是描述电场中电荷运动能力的物理量。
电压的数学表达为U = W/Q,其中U表示电压,W表示对电荷所做的功,Q表示电荷。
2. 电流:电流是单位时间内通过导体的电荷量。
电流的数学表达为I = Q/t,其中I表示电流,Q表示电荷,t表示时间。
3. 电阻:电阻是电流通过导体时所遇到的阻碍。
电阻的数学表达为R = V/I,其中R表示电阻,V表示电压,I表示电流。
物化公式归纳物化公式归纳第一章化学热力学基础公式总结1.体积功 We = -Pe △V2.热力学第一定律的数学表达式△U = Q + W 3.n mol 理想气体的定温膨胀过程.定温可逆时:Wmax=-Wmin=4.焓定义式 H = U + PV在封闭体系中,W ′= 0,体系发生一定容过程Qv = △U在封闭体系中,W ′= 0,体系发生一定压过程 Qp = H2 – H1 = △H5.摩尔热容Cm ( J ·K-1·mol-1 ): 定容热容 CV(适用条件 :封闭体系、无相变、无化学变化、W ′=0 定容过程适用对象 : 任意的气体、液体、固体物质)定压热容 Cp(适用条件:封闭体系、无相变、无化学变化、W ′=0 的定压过程适用对象 : 任意的气体、液体、固体物质)单原子理想气体: Cv,m = 1.5R , Cp,m = 2.5R 双原子理想气体:Cv,m = 2.5R , Cp,m = 3.5R 多原子理想气体: Cv,m = 3R , Cp,m = 4RCp,m = Cv,m + R6.理想气体热力学过程ΔU 、ΔH 、Q 、W 和ΔS 的总结=?21,T T m p dTnC H 1221ln ln P PnRT V V nRT =nCC m =?=?21,T T m V dTnC U7.定义:△fHm θ(kJ ·mol-1)-- 标准摩尔生成焓△H —焓变;△rHm —反应的摩尔焓变△rHm θ—298K 时反应的标准摩尔焓变;△fHm θ(B)—298K 时物质B 的标准摩尔生成焓;△cHm θ(B) —298K 时物质B 的标准摩尔燃烧焓。
8.热效应的计算由物质的标准摩尔生成焓计算反应的标准摩尔焓变△rH θm = ∑νB △fH θm ,B 由物质的标准摩尔燃烧焓计算反应的标准摩尔焓变△rH θm = -∑νB △cH θm ,B 9.Kirchhoff (基尔霍夫)方程△rHm (T2) = △rHm (T1) + 如果ΔCp 为常数,则△rHm (T2) = △rHm (T1) + △Cp ( T2 - T1)10.热机的效率为对于卡诺热机= 可逆循环过程 < 不可逆循环过程11.熵变定义式(体系经历一可逆过程的热温商之和等于该过程的熵变.)12.热力学第二定律的数学表达式(不等式中, “ > ”号表示不可逆过程, “ = ” 号表示可逆过程“ T ”—环境温度 , 对可逆过程也是体系温度. )13.熵增原理 (孤立体系的熵永不减少) △S 孤立≥ 0 > 不可逆过程, 自发过程 = 可逆过程, 体系达平衡.对于封闭体系△S 孤立= △S 封闭+ △S 环境≥ 0 > 不可逆过程, 自发过程 = 可逆过程, 体系达平衡14.定温定压的可逆相变15.化学反应熵变的计算△rS θm = ∑νBS θm ,B16.△rH θm 和△rS θm 与温度的关系:△rH θ m (T2) = △rH θ m (T1) +△rS θ m (T2) = △rS θ m (T1) +1211Q Q Q Q W R +=-=ηdTC p T T ?21121211Q Q Q Q Q Q W +=+=-=η121T T T -=02211≤+T Q T Q RBAA B TQS S S )(δ?=-=?∑≥?ii i T Q S (δTQdS δ≥环体环环环境T Q T Q S -==相变,相变T H n S m ?=dTC p T T ??21d TTC pT T ??21第二章自由能、化学势和溶液公式1.第一和第二定律的联合公式为2.吉布斯自由能定义式G = U + PV – TS = H –TS △G =△H -T △S(G----体系的状态函数, ( J ) , 绝对值无法测量) 3.在定温定压下,有如下关系:ΔG=W’最大4.吉布斯自由能判据< 不可逆过程, 自发过程 = 可逆过程, 平衡态 > 反方向为自发过程56定压下.对任意相变或化学变化7.定温物理变化?G 的计算(W’=0的封闭体系) . 理想气体定温过程0≥'+--W dV P dU dS T e e δ0,,≤'W P T dG 0,,≤?'W P T G S TGP ?-=(?===?212112ln P P P P T P PnRT dP P nRT dP V G. 纯液体或纯固体的定温过程. 定温定压可逆相变 dG = -SdT + VdP dT =0 dP =0 ?G T , P, W' = 0 。
热力学第一定律功:δW =δW e +δW f(1) 膨胀功 δW e =p 外dV 膨胀功为正,压缩功为负。
(2) 非膨胀功δW f =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 =Q —W e =Q —p 外dV (δW f =0) 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:C p =δQ p /dT = (∂H/∂T )p (2) 等容热容:C v =δQ v /dT = (∂U/∂T )v理想气体ΔU,ΔH 的计算: 对理想气体的简单状态变化过程:定温过程:Δ U =0; Δ H =0变温过程:对理想气体, 状态变化时 dH=dU+d(PV) 若理想气体的摩尔热容没有给出,常温下有:理想气体绝热可逆过程方程式:标准态:气体的标准态:在任一温度T 、标准压力 P 下的纯理想气体状态;液体(或固体)的标准态:在任一温度T 、标准压力下的纯液体或纯固体状态。
标准态不规定温度,每个温度都有一个标准态。
摩尔反应焓:单位反应进度(ξ=1mol)的反应焓变Δr H m 。
标准摩尔生成焓:一定温度下由热力学稳定单质生成化学计量数 νB=1的物质B 的标准摩尔反应焓,称为物质B 在该温度下的标准摩尔生成焓。
用 表示 (没有规定温度,一般298.15 K 时的数据有表可查)标准摩尔燃烧焓:一定温度下, 1mol 物质 B 与氧气进行完全燃烧反应,生成规定的燃烧产物时的标准摩尔反应焓,称为B 在该温度下的标准摩尔燃烧焓。
用 表示.单位:J mol-1为可逆过程中体积功的基本计算公式,只能适用于可逆过程。
计算可逆过程的体积功时,须先求出体系的 p~V 关系式,然后代入积分。
⎰-=21d V V V p W 2112ln ln p pnRT V V nRT W -=-=适用于理想气体定温可逆过程。
V V dU C dT nC dTV,m ==p p p dH C dT nC dT ,m ==体系的热力学能、焓的变化可由该二式求得 2,2,'p p Ca bT cTC a bT c T -=++=++m m 热容与温度的关系: a,b,c.c ′是经验常数,可在物化手册上查到, 使用这些公式时要注意适用的温度范围。
适用于:理想气体的任何变温过程(无化学反应、无相变化、只是单纯的PVT 变化)。
⎰⎰==∆1212d d m ,T T T T V V T nC T C U ⎰⎰==∆1212d d m ,T T T T p p T nC T C H T C U T T V d 21⎰=∆⎰=∆21d T T p T C H p,m V,m nC dT =nC dT +nRdT0W '=,2112V mRCT V T V ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭mV mp CR C R V V p p T T ,,211212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛,m ,m p V C C R-=()fmΔH B规定产物: 标准摩尔反应焓的计算:盖斯(Γecc )定律:反应热仅与始、末状态有关,而与具体途径无关。
热力学第二定律(1)克劳修斯Clausius 不等式:熵函数的定义:dS =δQ R /T 熵单位: J·K -1熵增加原理:孤立系统内发生的过程总是自发地向着熵增加的方向进行,直到体系的熵增加到最大值时,体系达到平衡态。
计算熵变时先判断过程是否可逆; 若为可逆-----可直接代公式计算;若为不可逆-----要在相同的始末态间设计一条包含已知条件在内的可逆途径,然后进行计算。
若要判断变化的自发性-----计算环境的熵差。
计算熵差的基本公式:(2)环境熵变的计算:(3)pvT 变化过程熵变的计算:理想气体恒温: 理想气体恒容:理想气体恒压:(4)相变过程熵变的计算:①可逆相变:(恒温恒压-须是某温度的平衡压力)②不可逆相变:(不恒温或不恒压)通常要设计一条包括有可逆相变步骤在内的可逆途径,此可逆途径的热温商才是该不可逆过程的熵变。
气液间可逆相变(恒T 、P )P 是液体在T 时的饱和蒸汽压。
气固间可逆相变(恒T 、P )P 是固体在T 时的饱和蒸汽压。
固液间可逆相变(恒T 、P )T 是固体在P 时的熔点。
热力学第三定律经典表述:热力学第一、二定律联合公式(1)吉布斯Gibbs 自由能定义:G =H -TSG —吉布斯自由能,体系的状态函数,广度性质,具能量量纲:J 或kJ()∑p,m V,m B B Q =Q +νg RT ()∑p,m V,m B BQ =Q +νg RT()B B Bν⎛⎫⎛⎫∆== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑∑r m B B -B 产物反应物B H H H H 定温、定压下化学反应热等于产物焓的总和与反应物焓的总和之差。
()δδ142Q Q S S T T∆21d ≥≥-⎰不可逆不可逆或可逆可逆rQ dU pdVδ=+21sys r,e e e e e e Q S T T T δ∆Q Q ===-⎰1212m ,ln ln V VnR T T nC S V +=∆21,m 12ln ln p p T S nC nR T p ∆=+()()()()()2222,,,C CO g H H O l S SO g N N g Cl HCl l -----B f m Br m (B)H H ν∆∆=∑212112ln ln V V V p nRdV S nR nR V V p ∆===⎰12,,ln 21T T nC T dT nC S m V T T m V ==∆⎰12,,ln 21T T nC T dT nC S m p T T m p ==∆⎰TH n S m βα∆=∆()()00,0lim 0==**→K S S m mK T 完美晶体或完美晶体- d U +T d S - p e d V ≥- δW ′> 不可逆= 可 逆恒温恒压下的可逆过程,体系吉布斯自由能的减少等于体系对外所做最大功。
在恒温恒压下的不可逆过程中,体系吉布斯自由能的减少大于体系所做的非体积功。
在恒温、恒压下,W `≠0的条件下有在恒温、恒压且W ′=0的条件下有封闭体系的吉布斯自由能判据:(2)亥姆霍兹Helmbolz 自由能定义:F =U —TS 定温、定容且W ′=0的条件下热力学基本公式: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(1)P 、V 、T 变化过程△G 的计算:理想气体恒温变化:凝聚态物质恒温变化:△G=V(p2-p1)凝聚态物质恒温变化在压力变化不大时 :△G=0 (2)相变化过程△G 的计算:恒温、恒压W ′=0的可逆相变:△G=△H-T △S=0 不可逆相变: a b 在相同的始末态间设计出一条包含已知条件在内的可逆途径。
(3)恒温恒压化学反应△G 的计算:① 用△rG m=△rH m-T △rS m 计算理想气体简单p,V,T 变化(封闭、W ’=0)恒温恒压下的可逆过程,体系吉布斯自由能的减少等于体系对外所做最大功。
在恒温恒压下的不可逆过程中,体系吉布斯自由能的减少大于体系所做的非体积功。
在恒温恒压且非体积功为零的条件下,系统吉布斯函数减少的过程能够自动进行,吉布斯函数不变时处于平衡状态,不可能发生吉布斯函数增大的过程。
—吉布斯自由能降低原理。
吉布斯自由能判据只能适用于定温、定压、W'=0变化过程。
在恒温恒容且非体积功为零的条件下,系统亥姆霍兹自由能减少的过程能够自动进行,亥姆霍兹自由能不变时处于平衡状态,不可能发生亥姆霍兹自由能增大的过程。
适用范围:封闭的 W ′=0 的热力学系统 2211ln ln Tp V G T S nRT nRT p V ∆=-∆==-T G H ST ∆=∆-∆稀溶液的两个实验定律拉乌尔(Raoult)定律:平衡时,稀溶液中溶剂A 的蒸气压等于同一温度下纯溶剂的饱和蒸气压p *A 与溶液中溶剂的摩尔分数x A 的乘积。
当溶液仅由溶剂 A 与溶质 B 组成时:拉乌尔定律也可表示为:溶剂蒸气压的降低值与纯溶剂蒸气压之比等于溶质的摩尔分数。
亨利(Henry)定律:在一定温度和平衡状态下,气体在液体里的溶解度(用物质的量分数x 表示)与该气体的平衡分压p 成正比。
或者在一定温度下,稀溶液中挥发性溶质 B 在气相中平衡分压p B 与其在溶液中摩尔分数 x B (或 (对稀溶液中挥发性溶质也同样适用)亨利系数与T 、p 及溶剂、溶质的性质有关。
渗透压: 相平衡(1)相数P:平衡时,系统相的数目(2)物种数S: 存在的化学物质数(化学物质是指能够单独分离出来而且稳定存在的物质,其与聚集状态无关。
(3)(独立)组分数C :足以表示系统中各相组成所需要的最少独立物种数。
R —— 独立的化学反应计量式数目R ′—— 除一相中各物质的摩尔分数之和为1这个关系以外的不同物种的组成间的独立关系数。
(对同相物质而言)又称(独立的浓度限制条件数)(4)自由度 :用以确定相平衡系统的状态可以独立改变的变量(可以是温度、压力和表示相组成的某些物质的相对含量)叫自由度。
(5)自由度数 f :这种变量的数目叫自由度数。
或:能够维持系统原有相数、相态不变可以独立变化的强度变量数。
例如:纯水在气液两相平衡时,f=1(6)Gibbs 相律:相平衡体系中揭示相数、独立组分数和自由度数之间关系的规律。
f =C -P +2 (2 :温度、压力(两个变量)) C = S - R - R ′①:应用相律的系统,并非要求S 种物质在P 个相中均存在。
不论事实怎样都不会影响相律的形式。
②:相律f=C-P+2中的2是指T 、P 这两个变量对相平衡的影响。
若 外界T 、P 已确定一个 , f ′=C-P+1 如果已确定二个,f 〞=C-P③:相律只能对多相平衡系统做定性的描述,不能解决各变量间的定量关系。
(7)克拉佩龙方程(T 、P 中只有一个变量,是独立改变的。
T 、P 间有一定的函数关系。
) 定温、定压下某纯物质两相平衡共存时,温度与压力的关系:(克拉佩龙方程,适用于纯物质(单组分体系)任意两相平衡)=B ,B B x p k x ,b p k b B B B =,c p k c B B B =RTc ΠB = (f ′、 f 〞条件自由度)纯物质两相平衡时有一相是气相(8)克劳休斯—克拉佩龙方程(简称克—克方程)微分式: 积分式: 不定积分式: (以ln p 对1/T 作图)(9)水的相图f =C -P +2=3-P 3≥P ≥1 2≥ f ≥水的三相点:0.01℃、610pa 三相点与冰点的区别:水的三相点是水在它自己的蒸气压下凝固点,冰点是在101.325kpa 压力下被空气饱和了的水的凝固点.理想完全互溶双液系将相律应用于二组分系统 对二组分系统 0 ≤ f ≤3, 1≤ P ≤4最多有3个独立变量,即温度、压力、组成(x 或y)。