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2021年2月21日发(作者：喝酒的学问)

物理化学教材中部分公式的适用条件

在物理化学的学习过程中，区分与熟记公式的适用条件 ，能更好的促进物理化学的学习。但公式的适

用条件往往很繁杂，应依据公式的推导过程 来分辨公式的适用条件。

关键词

公式

使用条件

热力学定律

在学习 物化的过程中，我发现有许多公式虽然相似，但适用条件并不一致。若不加以区

分，

易产生混淆，

特别是对于初学者来说，

易在 使用过程中发生错误。

下面将对于物化教材

上册中所出现公式的 适用条件做出辨析。

理想气体状态方程

pV

=

nRT

此式适用于理想气体或近似适应于低压气体，

而真实气体无此关系。

关系到后面许多公式的

适用条件 。

道尔顿分压定律

p

=

p

B

B

此式适用于理想气体或近似适应于低压气体。结合理想气体状态方程式，可得

p

B

=

n

B

RT/V

还可得

p

B

=

py

B

此式是目前通用的分压定律，也适用于真实气体。因此对各种 混合气体均有

p

=

y

B

p

B

但需指出的是，真实气体的分压只是

y< /p>

B

p

B

，不再是 与混合气体相同的温度、体积下单独存

在时所表现的压力。

阿玛格分体积定律

V

=

V

B

B

此式适用于理想混合气体或低压混合气体。结合理想气体状态方程式，可得

< br>

V

B

=

n

B

RT/p

还可得

V

B

=

y

B< /p>

V

后者也适用于真实气体。

热力学第一定律

dU

=

δ

Q

+

δ

W

适用于封闭系统任何过程。

体积功

W

=

−

p

外

dV

< /p>

V

1

V

2

此式为体积功定义，

适用于任何系统、

任何过 程的体积功计算。

而不同过程中，

此式可变换

< br>为不同形式

封闭系统可逆过程

W

r

=

−

pdV

V

1

V

2

式中的

p

为系统压力。

理想气体等压过程，联系理想气体状态方程，有

W

=

−

nR

∆

T

理想气体等温可逆过程 ，

∆

U

=

0

，由热力学第一定律有

W

=

< p>
−

Q

，又联系

W

=

nRTln(V

1

/V

2

)

又温度不变，根据理想气体状态方程式可得

< br>p

2

V

2

=

−

p

1

V

1

所以体积功又可表示为

< p>

W

=

nRTln(p< /p>

2

/p

1

)

热

封闭系统等压无非体积功过程

Q

p

=

∆

H

=

nC

p,m

dT

T

2

T

2

需要指出的是， 此式中焓变的计算于理想气体变温过程虽不限定恒压，但如果过程不恒压

∆

H

≠

Q

封闭系统恒容无非体积功过程

Q

V

=

∆

U

=

n

C

V,m

dT

T

1

< p>
T

2

需要指出的是，此式中焓变的计算于理想气体 变温过程虽不限定恒容，但如果过程不恒容

∆

U

≠

Q

热力学能

dU

=

C

v

d T

+

T

∂

p/

∂

T< /p>

v

−

p

dV

此式对固、液、气均适用。但是 对于理想气体，其热力学能只能是温度的函数

U

=

f

T

。

亥姆赫兹函数

dA

< br>T,V

≤

0

熵判据式

dS

sys

+

δ

Q

amb

/T

amb

≥

0

在恒温恒容及非体积功为零的条件下，将

T

amb

=

T

sys

,

δ

Q

amb

=

−δ

Q

sys

=

−

dU

sys

代入上式，

因所有的量均是系统的性 质，故去掉下脚标

sys

，得

dS

−

dU/T

≥< /p>

0

因

T

不变，上式变为

d(U

−

TS)

≤

0

现定义

A

U

−

TS

并称之为亥姆赫兹函数

因此，

在恒温恒容且非体积功为零的条件下，

系统亥姆赫兹函数减少可作为反 应自发进行的

判据。

吉布斯函数

def

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