热力学方程在计算热力学函数中的应用

热力学方程是包含热力学基本方程、热力学状态方程以及吉布斯-亥姆霍兹方程在内的广泛的一组方程。文中对目前物理化学教材中很少提及的其他热力学状态方程进行了系统的总结和推导,同时强调理论的系统性和完整性在教学中的重要性,并在此基础上导出了物理化学教材中很少见到的吉布斯-亥姆霍兹第一方程及其在表面化学中的应用。在物理化学教学中需要特别强调特征变量的重要性,以及特征变量和化学反应条件之间的内在关系,并注意与交叉学科物理专业的热力学和统计物理学的衔接。     

泰勒展开式在物理化学中的应用

物理化学是整个化学学科和化学工艺学的基础理论课程之一,其主要内容包含两大部分,一是基本理论,二是科学方法。泰勒展开式是常用的数学公式之一,在处理复杂问题时非常有用。本文介绍了泰勒展开式在推导克拉佩龙方程、凝固点降低公式及开尔文公式中的应用,总结了使用泰勒展开式获得热力学函数之间关系式的基本思路,为泰勒展开式在物理化学中的应用提供一定参考。     

关于熵判据、亥姆霍兹函数判据和吉布斯函数判据的讨论

通过理论推导和举出反例的方法,指出了熵增原理的应用限制。对亥姆霍兹函数判据和吉布斯函数判据也提出了应延伸其外延的教学建议。     

关于热力学平衡判据的一些看法

根据热力学第二定律来判断系统的平衡态时,常用的判据有三个:熵判据、亥姆霍兹函数判据(最小亥姆霍兹函数原则)和吉布斯函数判据(最小吉布斯函数原则)。由于后两个判据可以看成是熵判据的推论,需要加以讨论的就是一个熵判据。在现行物理化学教材中,由于导出熵判据时未把“可逆过程”与“平衡态”这两个     

非揮发性溶質稀薄溶液的沸点上升和冰点下降的热力学

一般物理化学教科书中用热力学方法推导沸点上升和冰点下降的经验公式时,常采用克拉珀龙(Clapeyron)方程和拉乌耳(Raoult)定律结合的方法来推导出该两公式。共同的特点是假设了克拉珀龙方程适用于非挥发性溶质的稀薄溶液。克拉珀龙方程是讨论纯物两相平衡的。这个假设是否合理是值得研究的。再者,将适用条件不同的方程和定律联合使用,稍一不慎,就会导致错误。如在张江树主编“物理化学与胶体化学”,上册,232页上推导沸点上升公式时写道     

函数的单调性和导数在物理化学教学中的运用

分析了函数的单调性在阿伦尼乌斯方程、吸附热力学、范特霍夫方程和克拉佩龙方程中的运用;介绍了利用导数推导开尔文微小液滴饱和蒸气压公式,并介绍了导数在物理化学中的一些证明题和计算题中的巧妙运用。从而把物理化学抽象的内容通过数学知识具体化,使深奥的物理化学理论变成简单的数学知识。     

一个新的液晶相转变动力学理论

本文以保留系统的宏观特性为基本原则,从用动力学方法处理非稳态相转变入手,在物理化学基础上,建立了描述液晶相转变的动力学方程,提出了动力学意义上的相转变级数参数,推导出相转变级数的理论公式及参数的变化范围,丹卉将其应用于一新的聚合物体系,获得了该体系各聚合物加热过程中所经历相态的动力学相转变级数。     

热力学函数关系式教学难点的化解

分4个层次介绍物理化学课程中热力学函数关系式的教学方法,探讨了运用基本公式和偏微商关系进行推导的方法,并举例说明了热力学函数关系式在处理实际问题时的应用。     

铁粉与氯气反应能生成二氯化铁吗?

从化学热力学基本原理出发,解释了在合适的反应温度下,铁粉与氯气反应生成三氯化铁的原因。并通过吉布斯-亥姆霍兹方程计算得出,在反应温度高于626 K时,铁粉与氯气反应将生成二氯化铁。这既体现了化学热力学对无机合成的指导意义,又可增强学生对化学热力学知识的理解和应用。     

稀溶液正则系综的计算机模拟——核酸硷基腺嘌呤溶液的热力学量的蒙特卡罗计算

本文根据正则系综(T,V,N)的统计力学的蒙特卡罗方法,提出了在溶剂化过程中由于溶质分子和溶剂分子相互作用而引起正则系综中亥姆霍兹自由能(功函)A 变化的理论计算。并通过改进的分子间相互作用势,对核酸硷基腺嘌呤稀溶液进行蒙特卡罗模拟处理,求得在溶剂化过程中由于腺嘌呤分子与水分子相互作用而引起亥姆霍兹自由能(功函)、热焓、内能和构型熵的变化,以及包括溶剂分子间(水分子间)、溶质分子、溶剂分子之间相互作用总能量的正则平均。