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上海交通大学致远学院 《物理化学》课程教学大纲

(2015.3-2016.1)

一、课程简介

课程名称：物理化学

学时/学分：128/8

先修课程：高等数学、大学物理、基础化学等

面向对象：化学、化工、材料、生工、环境等专业的本科学生

教学目标：物理化学是化学科学中的一个学科，是整个化学科学和化学工艺学的理论基础。它运用数学、物理学等基础科学的理论和实验方法，研究化学变化包括相变化和 pVT 变化中的平衡规律和速率规律，以及这些规律与物质微观结构的关系。为后继专业课程，如化工原理、分离工程、反应工程、化学工艺学等提供更直接的理论基础，起着承上启下的枢纽作用。

学习物理化学的目的有两个：一是掌握物理化学的基本知识，加强对自然现象本质的认识，并为与化学有关的技术科学的发展提供基础；二是学习物理化学的科学思维方法，培养学生获得知识及用所学知识解决实际问题的能力。

二 教学基本内容

第1章 物质的pVT关系和热性质 ? 引言

? 系统的状态和状态函数

? 流体的状态图，气液相变和临界现象 ? 包括流体相和固相的状态图和相图 ? 范德华方程

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? 普遍化计算和对应状态原理 ? 维里方程 ? 热力学第一定律 ? 标准热容 ? 标准相变焓

? 标准生成焓和标准燃烧焓 ? 标准熵

? 热性质数据的来源

重点与难点：

物理化学的内容框架：三个层次，两大部分，三种方法。系统的状态和状态函数。状态函数的基本假定。流体的pVT状态图，超临界流体。波义耳温度。包括气液固三相的pVT状态图和相图。范德华方程及应用。对应状态原理 。热力学第一定律的建立。体积功的定义、焓，热力学标准状态。

第2章 热力学定律和热力学基本方程 ? ? ? ? ? ? ?

引言

热力学第二定律 卡诺循环和卡诺定理 克劳修斯不等式和可逆性判据 熵与熵增原理

亥姆霍兹函数和吉布斯函数 热力学基本方程

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? ? ? ? ? ? ? ?

pVT变化中热力学函数的变化 焦耳–汤姆逊效应

相变化中热力学函数的变化 热力学第三定律

化学反应中热力学函数的变化 过程的方向和限度

单元系统的相平衡，克拉佩龙–克劳修斯方程 能量的有效利用

重点与难点：

热现象与力学现象的区别。可逆过程，热力学第二定律的两种说法。卡诺循环和卡诺定理。克劳修斯不等式和可逆性判据。熵的本质、熵增原理、不可逆程度度量。亥姆霍兹函数和吉布斯函数以及它们作为可逆性判据的应用。热力学基本方程及由之提取的一些偏导数。一些过程中热力学函数的变化。焦耳实验、焦耳—汤姆逊效应。热力学第三定律、标准摩尔熵。克希霍夫方程。单元系统的相平衡，克拉佩龙—克劳修斯方程的推导和应用。

第3章 多组分系统的热力学，逸度和活度 ? ? ? ? ?

引言 偏摩尔量

化学势与热力学基本方程 平衡条件 相律

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