物理化學簡明教程（簡體書）

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《物理化學簡明教程》理論體系完整，脈絡清晰，層次分明，推理與敘述嚴謹，注重科學素養、創新思想方法和理論聯系實際等基本素質的培養。《物理化學簡明教程》可作為高等學校化學、化工、材料、能源、環境、食品等各專業的教材，也可供相關科研和工程技術人員參考。

前言第1章 緒論1.1 物理化學的研究對象1.1.1 過程的能量、方向和限度1.1.2 過程進行的速率和機理1.1.3 物質結構和性質1.2 物理化學的研究方法1.2.1 熱力學方法1.2.2 動力學方法1.2.3 量子力學方法1.3 物理化學的作用和學習方法1.3.1 注重思想方法1.3.2 注重數理邏輯1.3.3 注重公式、結論和定律的適用條件1.3.4 注重習題的分析與解答1.3.5 注重思考和總結第2章 熱力學第一定律和熱化學2.1 熱力學基本概念2.1.1 系統和環境2.1.2 狀態和狀態函數2.1.3 容量性質和強度性質2.1.4 過程和途徑2.1.5 熱力學平衡態2.2 熱力學第一定律2.2.1 熱力學第一定律的數學表達式2.2.2 熱力學能2.2.3 熱和功2.3 體積功2.3.1 體積功2.3.2 體積功的計算2.3.3 最大體積功2.4 熱力學可逆過程2.4.1 熱力學可逆過程2.4.2 可逆過程與最大功2.4.3 可逆相變體積功2.5 熱力學第一定律的兩個重要推論2.5.1 兩個重要的推論2.5.2 焓2.6 標準熱容2.6.1 熱力學標準狀態2.6.2 標準熱容2.6.3 熱容與溫度的關係2.6.4 理想氣體的熱容2.7 氣體狀態變化過程的熱力學2.7.1 理想氣體的熱力學能與焓2.7.2 絕熱過程2.7.3 實際氣體的節流膨脹2.8 相變熱與相變焓2.8.1 標準相變焓2.8.2 相變化過程的△U2.8.3 相變焓隨溫度的變化2.9 化學反應熱效應2.9.1 化學反應熱效應2.9.2 熱力學標準狀態2.9.3 反應進度2.9.4 摩爾反應焓2.9.5 標準摩爾反應焓2.9.6 赫斯定律2.9.7 化學反應焓變的計算2.10 焓變與溫度的關係——基爾霍夫方程2.11 熱性質數據的來源2.11.1 實驗測定2.11.2 經驗半經驗方法2.11.3 理論方法2.12 熱力學函數的量子化學理論計算思考題習題第3章 熱力學第二定律3.1 自發過程的共同特徵3.2 熱力學第二定律的經典表述3.3 卡諾定理與熱力學第二定律的建立3.3.1 卡諾循環3.3.2 卡諾定理……第4章 多組分系統熱力學第5章 相平衡第6章 化學平衡第7章 電解質溶液第8章 電化學第9章 界面現象第10章 化學動力學第11章 物質結構研究方法參考文獻附錄名詞索引·

OB線是冰的飽和蒸氣壓曲線或稱冰的升華曲線，線上的每一點都表示冰—水蒸氣的兩相平衡共存。冰升華時，△Vm>0，△Hm>0，故dp/dT>0，OB線的斜率為正值。此線據理論推測可向左下方延伸至絕對零度附近，但不能向右上方延伸。因為事實上不存在升溫時應該熔化而不熔化的過熱冰。這表明，微粒從有規則排列變成無規則狀態是容易的，而反之從無序水到有序冰則產生滯后現象。
OC線是冰的熔點隨壓力變化的曲線，稱為冰的熔化曲線。此線對應水—冰兩相平衡共存。冰融化時，△Hm>0，但體積減小，即△Vm<0，因此dp><0。由例5—7的計算結果可看出，冰的熔點隨壓力的增加而略有降低，所以oc線只略微向左傾斜。oc線可向上方延伸到200 mpa左右，壓力進一步升高，則出現多種晶形的冰，形成了多晶轉變的相圖，相圖變得復雜。="">
在OA、OB、OC三條線上，因Ф=2而f=1，所以T和p二者之中只有一個可以獨立變動，另一個隨之而定。因此，要確定系統的狀態，只需指明T、p之中一個變量的值即可。
2.單相面
OA、OB、OC三線將整個相圖分割為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個面。每一個面代表系統的一種相，但相律沒有指明各面具體是什么相，這需要靠實驗或常識來判別。顯然，氣相區應位于低壓、高溫部位，故Ⅰ是單一氣相區；氣體受壓縮而液化，故位于Ⅰ之上的Ⅱ是單一液相區；溫度更低或壓力更高可使氣體或液體固化，故Ⅲ是單一固相區。在這些區域中，由于Ф=1，故f=2，溫度T和壓力p都可以在一定范圍內自由變動。正因為如此，要確定面上的一個狀態則須同時指定T和p兩個變量的值。
3.三相點
在OA、OB、OC三條兩相線的匯集點O，系統呈現冰、水、水蒸氣三相平衡共存，故O點稱為水的三相點。此時，Ф=3，f=0，是無變量點，意即三相共存時的溫度和壓力各有確定的值，不能變動，否則必然會引起一相或二相的消失。實驗測得的水的三相點的溫度是273.16 K（0.01℃），壓力為611.3 Pa。現在國際單位制用水的三相點來規定熱力學溫標，即每開爾文是水的三相點熱力學溫度的1/273.16。
應該指出，三相點與通常所講水在標準大氣壓下于0℃結冰的冰點是兩個不同的概念。三相點是純水在自己的飽和蒸氣壓下的凝固點，而冰點是被空氣飽和的水溶液與冰和標準大氣壓的空氣共存的溫度。由于水中溶有空氣（m=0.001 30 mol·kg—1），根據稀溶液冰點下降定律可算出，其冰點較純水的凝固點低0.002 41 K。三相點的壓力從611.3 Pa升高到101 325 Pa時，由克拉貝龍方程可算出平衡溫度又下降0.007 49 K。這兩種效應的總效果使水的冰點較純水三相點的平衡溫度低0.0099 K。可見，冰點的溫度與壓力并不是三相點的溫度與壓力。
水的相圖表達了不同溫度、壓力下水的相平衡狀態，指明了要維持某種相平衡狀態，應當如何控制溫度和壓力；或反之，當條件改變時系統的相平衡狀態將發生怎樣的變化。例如，由水的相圖可知，在加熱冰的過程中，只有保持系統的壓力低于其三相點的壓力時，冰才能直接轉變為蒸氣實現冰的升華過程。所以通常見到某些固體（如萘、碘等）容易升華的現象，就是它們具有較高的三相點壓力，或直接升華，或擴散升華進入該物質分壓小于固一氣平衡壓力的空間。
又如，硫的相圖如圖5—2所示。實線為平衡相圖，BCE封閉的區域為單斜晶相的固體硫。區內的虛線代表正交硫快速加熱時，不經過單斜晶相而直接變成液體或氣體。顯然硫的平衡相圖上存在三個三相點，并且固—液平衡溫度都隨壓力的增加而升高。