从统计热力学角度理解重要的热力学概念

基于玻尔兹曼统计法,简要总结独立粒子的非定位系统的统计热力学基础,并应用一些实例来分析统计热力学和热力学方法之间的区别和联系,帮助学生从统计热力学角度加深对一些重要的热力学概念(如热容、吉布斯自由能、焓和化学势)的理解,建立微观物理图像,以更好地学习两部分热力学知识,并能够灵活运用于化学问题的求解中。     

化学平衡教学中的两个误区

目前在物理化学教材及课堂教学中对热力学平衡概念的认识上存在一些误区：化学反应一定存在化学平衡;化学平衡时,反应物的化学势等于生成物的化学势,等等。本文将就这些问题展开讨论。     

物理化学中化学势的含义及应用详解

对化学势概念作了比较详细的解读，并结合扩散、相变化、渗透以及化学变化等过程，对化学势判据在这些过程中的应用给出了图文并茂的说明，借此充分阐述了化学势所体现的化学中变化趋势的这一势的含义。     

热力学平衡中的假想态浅议

在热力学平衡中,假想态概念可拓展应用于稀溶液中溶质化学势等温式的推导、非均相体系中平衡常数的计算及电化学体系中电极电势的求算等。     

氧气气氛下Pt3Ni(111)表面结构变化的从头算原子热力学研究

采用从头算原子热力学方法系统研究了Ni-rich和Pt-rich条件下Pt₃Ni(111)在不同偏析、表面化学吸附氧覆盖度下560个可能结构的相对稳定性,构建了氧气气氛下Pt₃Ni(111)表面结构演化、直至满覆盖化学吸附氧的热力学相图.结果表明,随着氧的化学势的升高,在热力学上仅出现两类稳定的结构,主要包括没有化学吸附氧的干净Pt-skin表面,以及在很低氧的化学势下就形成的含有化学吸附氧的Ni-skin表面,而有化学吸附氧的PtNi表面合金化的中间结构则处于亚稳态.仔细分析发现,这些结构的形成主要由金属的偏析能、氧与两种金属成键强弱的差别、氧的化学势的高低三个因素共同决定.     

深入认识电化学势及电化学势判据

摘要 从电化学势和热力学第二定律的关系入手,导出了基于电化学势的电化学过程方向判据,即从热力学第二定律的高度对电化学势判据进行了再认识,避免了直接把热力学第二定律Gibbs判据中的化学势改为电化学势去说明问题的错误做法,澄清了电化学系统只有可逆过程而无平衡状态的错误概念,并在此基础上对相关的电化学问题进行了讨论,说明了电化学势概念在电化学基础理论中的重要性。     

Sandwich教学法在物理化学教学中的应用——以化学势表达式的推导为例

以化学势表达式的推导为例,探究了Sandwich教学法在物理化学教学中的应用。详细介绍了Sandwich教学法实施过程中教师如何提出问题以呈现教学目标,学生如何通过自主学习与全班交流来探究与解决问题,以及最后又如何通过总结与反馈回归教学目标。通过以学生为主体的Sandwich教学过程的实施,学生对化学势概念、热力学基本方程及状态函数法等重要的物理化学基本概念、公式及方法有了更深入的理解和掌握。Sandwich教学方法相较于传统教学模式更能激发学生学习的主动性和积极性,从而提高学生学习物理化学的兴趣与效果。     

重力场热力学分析和重力化学势

用分析比较的方法对重力场热力学作了新思考，建立了重力场中的Ｇｉｂｂｓ方程和重力化学势，使处理方法简单通用，与普通热力学方法衔接起来，应用大为方便。     

深入认识电化学势及电化学势判据

从电化学势和热力学第二定律的关系入手,导出了基于电化学势的电化学过程方向判据,即从热力学第二定律的高度对电化学势判据进行了再认识,避免了直接把热力学第二定律Gibbs判据中的化学势改为电化学势却仍然沿用相同的使用条件去说明问题的错误做法,澄清了电化学系统只有可逆过程而无平衡状态的错误概念,并在此基础上对相关的电化学问题进行了讨论,说明了电化学势概念在电化学基础理论中的重要性。     

有限势库化学机最大输出功时循环最优构型

基于有限势容高化学势库和无限势容低化学势库间工作的等温内可逆化学机,在循环总时间一定的条件下,应用最优控制理论导出了一类普适传质规律下对应于最大输出功时化学机循环最优构型.特例分析表明传质定律为g∝△μ(△μ为化学势差)时循环最优构型为低化学势侧工质中关键组分的化学势(或浓度)为常数,而工质与有限势容高化学势库间关键组分的化学势(或浓度)均随时间呈非线性变化且化学势之差(浓度之比)为常数的等温内可逆化学机循环;传质定律为g∝△c(△c为浓度差)时循环最优构型与传质定律g∝△μ下循环最优构型存在显著不同;当高化学势库也为无限势容化学势库时,循环最优构型由两个等化学势传质分支和两个等质量流率分支组成,且与具体的传质定律无关.本文的研究对象具有一定的普适性,研究结果对于实际化学机的优化设计与最优运行具有一定参考价值.     

热力学标准态

热力学标准态姚天扬（南京大学化学系２１００９３）在化学热力学中标准状态（简称标准态ＳｔａｎｄａｒｄＳｔａｔｅ）是一个重要而抽象难懂的概念，它贯穿整个化学热力学。波及化学动力学及统计热力学。本文将从物理化学教学角度对标准态作一较全面的论述。标准态概念化...     

一道物理化学习题的几种解法

从电化学、热力学以及化学势3方面讨论一道物理化学习题的几种解法.     

微小液滴化学势及其在界面化学中的应用

推导了微小液滴化学势的关系式及其在界面化学中建立和推导相平衡关系的应用。     

广义不可逆四库等温化学势变换器的最优性能

建立受传质不可逆性、质漏以及内部耗散等多种不可逆性影响的一类广义不可逆四库等温化学势变换器的新循环模型,用有限时间热力学或热力学优化理论导出了循环的泵能率和性能系数间的基本优化关系,得到了最大性能系数及相应泵能率和最大泵能率及相应性能系数．分析了各不可逆性对循环性能的影响,结果表明质漏对化学势变换器性能有定性和定量的影响,而内部耗散仅有定量的影响．所得结论可为电化学、光化学、质量交换器及固态设备等的参数优化和性能改善提供新的理论指导．     

化学热力学中微积分的引入及其意义

从微积分在化学热力学理论中的应用角度出发,介绍微积分是如何被引入到化学热力学中。归纳了化学热力学状态函数的数学特性,讨论了一些重要基本概念的联系和区别,指出了微积分在化学热力学理论建立过程中的重要意义,并结合一些实例介绍了微积分原理和方法在化学热力学中的应用。     

物理化学教材中各类化学反应等温式的完整导出和介绍

本文介绍在物理化学教材中,以化学势为主线,籍此系统而又完整地导出各类化学反应的等温式。一方面可进一步巩固和强化学生对各类物质化学势及其表达式的理解和应用,另一方面还可以非常直接地明晰各类化学反应等温式的来龙去脉,并帮助学生正确理解和计算各类化学反应标准摩尔Gibbs自由能Δ_r G_m^?、标准平衡常数(又称热力学平衡常数) K^?和反应商Q,从而有助于取得较好的教学效果。     

高中生与化学热力学有关的迷思概念研究

通过问卷探查高中生学习化学热力学过程中易产生的迷思概念，并通过开放性试题和学生访谈，归纳出相关迷思概念具有普遍性、相关性、隐蔽性和经验性的特点，然后从化学热力学概念的抽象性、教材对热化学理论的回避、教师对学生认识过程的关注程度和学生知识储备4个方面分析了迷思概念产生的主要原因，最后得出结论。     

前言

<正>化学热力学是物理化学的重要分支学科.化学热力学应用热力学原理研究物质体系中的化学现象和规律,依据体系的宏观可测性质和热力学函数关系判断体系的稳定性、变化的方向和变化的程度.相平衡、化学平衡、热平衡、分子构象的稳定性、分子间的聚集与解离平衡等许多重要问题都需要用化学热力学的原理和方法进行判断和解决.化学热力学的主要特点是具有坚实的理论基础,其原理具有高度的可靠性和普适性,因此对理论研究和实际应用都有重要指导意义.化学热力学的研究范畴决定了它与化学乃至化学学科以外的其     

吉布斯自由能的多功能性质探讨

在物理化学常用的热力学函数中,吉布斯自由能是一个用途最为广泛、最具有明确意义的热力学函数,它除了在特定条件下可作为过程与方向的判据外,还具有狭义化学势、最大非膨胀功和狭义表面自由能等功能。本文就吉布斯自由能的多功能特性展开讨论,并通过两个实例说明实际体系中ΔG的计算方法及用途,以帮助学生在物理化学学习过程中深入理解吉布斯自由能。     

相对活度在物理化学课程中的应用

介绍了相对活度的概念和化学势表达式的通式在物理化学课程中的一些应用,有助于学生深刻理解和系统掌握相关知识,对提高教师的授课效率和学生的学习效率均有一定的帮助。