第一批精品课程——《物理化学》精品课程系列资料（9）物理化学专业术语生命与环境科学系分析化学-物理化学教研室2011年3月（为必须掌握的重点内容；为理解性的内容）第零章 序 论物理化学：物理化学从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手，探求化学变化中具有普遍性的基本规律的学科。

第一章 气体理想气体(ideal gas ，perfect gas)：在任何情况下都严格遵守气体三定律的气体。

理想气体状态方程(The perfect gas equation)pV nRT =。

适用于理想气体，对低压下的实际气体也可近似使用。

理想气态方程的衍生式：m RT nRT m p RT RT V V MV Mρ====；式中 p 、V 、T 、n 单位分别为 Pa 、m 3、K 、mol ；R=·mol －1·K －1，V m 为气体摩尔体积，单位为 m 3·mol －1，ρ为密度单位 kg·m －3，M 为分子量。

此式适用与理想气或近似地适用于低压气。

p 是气体扩散的推动力（体积膨胀）。

道尔顿定律(Dalton’s Law )：B Bp p =∑， 定义：各种气体的分压之和等于总压。

适用于理想气体混合物。

式中 为组分B 在与混合气体具有相同的温度、体积的条件下单独存在的压力。

阿马加定律(Amagart’s law )：B BV V *=∑各种气体的分体积之和等于总体积。

适用于理想气体混合物。

式中 为组分B 在与混合气体具有相同的温度、体积的条件下单独存在的体积。

饱和蒸气(suturated vapor)：处于气液平衡时的气体。

饱和蒸气压(suturated vapor pressure)：在一定温度下，与液体成平衡的饱和蒸气具有的压力，简称蒸汽压(vaporpressure)。

沸点(boiling point)：当液体饱和蒸气压与外界压力相等时，液体沸腾，相应的温度为液体的沸点。

kPa 下的沸点叫正常沸点(normal boiling point)，100 kPa 下的沸点叫标准沸点(standard boiling point)。

T 是热量分散的推动力（热传导）。

正常沸点(normal boiling point)： kPa 外压下的沸点。

相对湿度(relative humidity)：大气中水蒸气的压力达到其饱和蒸气压时的情况，称为相对湿度为100%。

临界温度(critical temperature)：使气体能够液化所允许的最高温度。

范德华方程(van der Waals Equation)：2(/)()m m nRT p a V V b =+-。

适用于压力在几个MPa 以下的实际气体，式中a ，b 为气体性质所决定的常数。

状态函数(state function)：体系的状态发生变化时，其一系列性质也随之变化，各性质的改变值只取决于体系变化前、后所处的状态(称为初态、终态)，与变化时体系所经历的途径无关。

在热力学中，把具有这种特性的物理量称为状态函数。

Z =f (x ,y )表示一定量、组成不变的均相系统，其任意宏观性质(Z )是另两个独立宏观性质(x ,y )的函数。

状态函数的数学特征：(1) 21Z Z Z ∆=-状态函数改变量只决定于始终态，与变化过程途径无关。

(2) 210Z Z Z =-=⎰，状态函数循环积分为零，这是判断 Z 是否状态函数的准则之一。

(3) y x z z dz dx dy x y ⎛⎫∂∂⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭，状态函数的全微分表达式 (4) y x y x Z Z y x x y ⎧⎫⎧⎫⎛⎫∂∂∂∂⎪⎪⎪⎪⎛⎫=⎨⎬⎨⎬ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎩⎭⎩⎭，状态函数的Euler 规则 (5) y Z xZ x Z x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭，状态函数的循环式 热力学第零定律(The zeroth Law of Thermodynamics)：当两个物态 A 和 B 分别与第三个物态C 处于热平衡，则 A 和 B 之间也必定彼此处于热平衡。

理想混合气体(ideal mixture gas)的基本公式：(1)摩尔质量mix B B BM y M =∑；式中 MB 和 yB 分别为混合气中任一组份 B的摩尔质量与摩尔分数。

此式既适用于各种混和气，也适用于液态或固态等均相系统的平均摩尔质量计算。

(2)道尔顿定律B B B BRT p p n V ⎛⎫== ⎪⎝⎭∑∑；这里p B 只作为组份B 单独存在时产生的压力。

此式适用混合理想气或近似适用于低压混和气体。

(3)分压力定义B B p y p =与B Bp p =∑；作为定义可适用各种混和气体(4)阿马格定律B B B BRT V V np ==∑∑；适用以混合理想气体或近似适用于低压混和气体。

(5)分体积定义B B V y V =与B B V V =∑；作为定义可适用于各种混和气，或对非理想气混合某些性质进行估算。

●临界参数(critical parameters)3cm V b =，227c a p b =，m c cmV T V =；式中 V cm 、p c 、T c 分别为各种气体的临界体积、临界压力、临界温度，简称临界参数。

●力学响应系数：等压膨胀系数（isobaric thermal expansivity ）1p V V T α∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭；等温压缩系数（isothermal compressibility ）1T V V p κ⎛⎫∂=- ⎪∂⎝⎭；压力系数1Vp p T β∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭；α、к、β 一般是T 、p 的函数，均为强度量，但他们彼此关联，且与物态方程可互为转换。

他们是研究物质热性质、晶体结构及相变的重要数据。

第二章 热力学第一定律及其应用化学热力学（chemical thermodynamics ）：研究化学变化的方向和限度。

体系（system ）：在科学研究时必须先确定研究对象，把要研究的一部分物质与其余分开，这种分离可以是实际的，也可以是想象的。

这种被划定的研究对象称为体系，亦称为物系或体系。

环境（surroundings ）：与体系密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境。

敞开体系（open system ）：体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换的体系。

封闭体系（closed system ）：体系与环境之间无物质交换，但有能量交换。

孤立体系（isolated system ）：体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离体系。

有时把封闭体系和体系所能影响的环境一起作为孤立体系来考虑。

热力学平衡态（thermodynamic equilibrium ）：体系的p 、T 、相数和物种数等诸性质不随时间而改变的状态。

热平衡（thermal equilibrium ）：体系各部分温度相等。

力学平衡（mechanical equilibrium ）：体系各部的压力都相等，边界不再移动。

相平衡（phase equilibrium ）：多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变。

化学平衡（chemical equilibrium ）：反应体系中各物的数量不再随时间而改变。

体系的性质（characteristics of the system ）：用p 、V 、T 、n 、ρ等宏观可测性质来描述体系的热力学状态，又称为热力学变量。

广度性质（extensive properties ）：又称为容量性质，它的数值与体系的物质的量成正比，如体积、质量、熵等。

这种性质有加和性，在数学上是一次齐函数。

强度性质（intensive properties ）：它的数值取决于体系自身的特点，与体系的数量无关，不具有加和性，如温度、压力等。

它在数学上是零次齐函数。

指定了物质的量的容量性质即成为强度性质，如摩尔热容。

体系的状态(state of the system)：体系的一切宏观的物理性质和化学性质性质的综合称为体系的状态。

状态方程（state equation）：对于纯物质的均相封闭体系，其基本参变量p、V m、T之间存在着确定的定量关系式称为状态方程（state equation ）。

只要指定其中任意两个参变量就可确定体系的状态。

过程（process）：体系状态发生的任何变化称为过程。

途径（path）：体系的状态发生变化时，从同一始态到同一终态可以有不同的方式，这种不同的方式就称为不同的途径。

相变化过程(process of phase changes)：物质的相态发生变化的过程。

包括气化（boil）、冷凝（condensation）、熔化（melt）、凝固（freeze）、升华（sublimation）、凝华以及晶型转化（transition）等。

可逆相变(reversible phase change)：是在无限接近相平衡条件下进行的相变过程。

不可逆相变(irreversible phase change)：不是在相平衡的条件下进行的相变过程。

化学变化过程(process of chemical changes)：物质发生化学反应的过程。

等温过程（isothermal process）：在变化过程中，体系的始态温度与终态温度相同，并等于环境温度。

一般以下标T表示等温过程。

等压过程（isobaric process）：在变化过程中，体系的始态压力与终态压力相同，并等于环境压力。

一般以下标p表示等压过程等容过程（isochoric process）：在变化过程中，体系的容积始终保持不变。

一般以下标V表示等容过程。

绝热过程（adiabatic process）：体系与环境间不存在热量传递的过程，称为绝热过程。

若过程进行极迅速，如某些化学反应进行时来不及和环境进行热交换，也可视为绝热过程。

一般以标Q＝0表示绝热过程。

循环过程（cyclic process）：如果体系由某一状态出发，经过一系列的变化又回到原来的状态，这样的过程称为循环过程。

在这个过程中，所有状态函数的变化量等于零。

一般以 表示循环过程。

自由膨胀过程(free expansion process)：气体向真空膨胀称为自由膨胀过程。

动态平衡(dynamic equilibrium)：达到平衡状态只是宏观上看不出来变化，实际上微观上变化并未停止，只不过两种相反的变化速率相等，这叫动态平衡。

平衡状态(equilibrium state)：单位时间内体系的p、V、T、n、ρ等性质不随时间而变化的状态。

多方过程(polytropic process):理想气体经历不同的过程会有不同的过程方程。