物理化学（第五版 机械及材料类专业用）

　　《物理化学》第一版是机械工程材料专业物理化学教学的国家统编教材，内容特色鲜明。根据高等教育发展对人才培养的需求，修订出版第五版。全书包括化学热力学第一定律、第二定律、化学平衡、混合物和溶液、相平衡、化学动力学、电化学、界面与分散系统共八章。 本书内容简明精炼，以物理化学核心知识为主线，融合丰富的例题、电子课件、思考题、习题（含参考答案）以及数字化教学资源等，为使用本教材“教”与“学”的师生提供极大的方便。书后附录还提供了适于机械冶金领域的物质的相对焓和吉布斯能函数表。 本书适合作为高等学校机械、材料、化工、能源等大类专业本科生48～64学时物理化学课程的主讲教材，也可作为报考相关专业研究生的入学考试参考书，并可供相关专业科技人员参考。

　　王旭珍， 大连理工大学化工学院教授、博导，物理化学课程教学团队负责人，物理化学教研室主任，国家级一流本科课程物理化学（二）负责人，国家精品在线开放课程物理化学（二）负责人。主要从事物理化学本科教学和科学研究工作，任教29年，主讲物理化学课程，近20年来一直负责大连理工大学工科物理化学精品课程和一流课程建设。主编/参编物理化学系列教材6部，包括《基础物理化学（第三版）》《物理化学学习指导与习题解析》《基础物理化学解题指导（第二版）》等，其中1部获评国家级规划教材；获国家级、省部级教学成果奖5项。荣获全国宝钢教育基金优秀教师、大连理工大学教学名师。 王新葵，大连理工大学化工学院教授、博导，物理化学教研室副主任，从事物理化学本科教学和多相催化方向的科研工作。教学能力突出，教学效果优异，获首届全国高等院校化工类专业教师课程思政能力大赛特等奖，首届辽宁省普通高等学校教师教学创新大赛二等奖。作为核心成员获国家级教学成果二等奖、辽宁省教学成果一等奖、校级教学成果一等奖、校级优秀教学成果奖 （研究生类） 二等奖各1项。作为主讲教师，参加物理化学国家级线上一流课程。作为主编之一，编写《基础物理化学》《物理化学》等教材4部，其中1部获评国家级规划教材。 陈冰冰，大连理工大学化工学院副教授、硕导，物理化学教研室工会负责人。荣获2021年获校教学质量优秀奖。从事物理化学本科教学和科学研究工作，主讲物理化学课程和催化原理课程近9年，作为骨干力量参与大连理工大学工科物理化学精品课程和一流课程建设。作为物理化学教学团队骨干成员，获得2017年大连理工大学“新工科物理化学在线开放课程平台建设的创新与实践”优秀教学成果一等奖，2020年疫情防控期间获得在线教学优秀案例一等奖。

第五版前言

第四版前言

第三版前言

第二版前言

第一版前言

本书常用符号说明

绪 言…………………………………………………………………………………………1

第一章 热力学第一定律……………………………………………………………………5

本章教学基本要求………………………………………………………………………5

主题一 热力学基础知识………………………………………………………………6

§1-1 热力学概论……………………………………………………………………6

一、热力学的基本内容…………………………………………………………6

二、热力学研究的对象、方法及局限性 ……………………………………6

三、热力学第零定律——温度的概念 ………………………………………7

§1-2 热力学基本概念………………………………………………………………8

一、系统和环境 …………………………………………………………………8

二、系统的性质 ………………………………………………………………………8

三、状态和状态函数……………………………………………………………9

四、过程和途径 ………………………………………………………………10

五、热力学平衡态 ……………………………………………………………10

六、热与功 …………………………………………………………………………11

§1-3 体积功、可逆过程………………………………………………………………11

一、体积功 ……………………………………………………………………11

二、功与过程 …………………………………………………………………13

三、可逆过程 ……………………………………………………………………15

主题二 热力学第一定律 ……………………………………………………………16

§1-4 热力学第一定律和热力学能 ………………………………………………16

一、热力学第一定律 …………………………………………………………16

二、热力学能 ……………………………………………………………………17

三、第一定律的数学表达式 …………………………………………………17

§1-5 等容热、等压热与焓…………………………………………………………18

一、等容热 …………………………………………………………………………18

二、等压热 ……………………………………………………………………18

三、焓 ………………………………………………………………………………19

§1-6 热容及其应用 …………………………………………………………………20

一、热容的定义和分类 ………………………………………………………20

二、热容与温度的关系 …………………………………………………………21

三、等压热容与等容热容的关系 ………………………………………………21

四、理想气体的热容 ……………………………………………………………22

五、等容变温过程 ……………………………………………………………22

六、等压变温过程 ……………………………………………………………23

七、焓与温度的关系 ……………………………………………………………23

主题三 热力学第一定律的应用 ………………………………………………………25

§1-7 热力学第一定律对理想气体的应用 ………………………………………25

一、理想气体的热力学能与焓——焦耳实验 ………………………………25

二、理想气体的简单状态变化过程 …………………………………………26

三、理想气体的绝热过程 ……………………………………………………27

§1-8 热力学第一定律对实际气体的应用 ………………………………………30

一、焦耳-汤姆逊实验 …………………………………………………………30

二、节流膨胀的热力学特征及焦耳-汤姆逊系数 …………………………31

§1-9 热力学第一定律对相变化过程的应用 ……………………………………31

一、相变焓 ……………………………………………………………………31

二、平衡相变 …………………………………………………………………32

三、非平衡相变 ……………………………………………………………………32

§1-10 热力学第一定律对化学变化过程的应用…………………………………33

一、化学反应进度 ……………………………………………………………33

二、化学反应的摩尔热力学能和摩尔焓 ……………………………………34

三、盖斯定律 ……………………………………………………………………35

四、化学反应的标准摩尔焓 …………………………………………………37

五、由物质的标准摩尔生成焓和燃烧焓计算标准摩尔反应焓 …………38

六、从键焓估算反应焓 ………………………………………………………41

七、反应焓与温度的关系——基尔霍夫公式 ……………………………43

八、绝热反应(最高反应温度的计算)………………………………………46

九、差示扫描量热法简介 ……………………………………………………48

科学家小传 …………………………………………………………………………………48

思考题 …………………………………………………………………………………49

习题 ………………………………………………………………………………………51