物理化学中热力学公式的学与用
2021-05-10任志博刘晶任冬梅夏云生
当代化工研究 2021年8期
*任志博 刘晶 任冬梅 夏云生
(渤海大学 化学与材料工程学院 辽宁 121013)
引言
物理化学是化学学科的一个重要的分支,它采用物理学的基本理论和方法探讨化学变化过程中共同的基本规律,逻辑推理十分严谨,概念抽象,公式、定律较多,初学者常常感到困惑[1-2]。美国著名物理化学家莱文(I.N.Levine)曾说:“如果试图只通过阅读教科书而不做习题的办法来学习物理化学,其效果就如同为了改善体质却试图只通过阅读一本保养身体的书而不做所建议的体育锻炼一样。”要掌握这门科学,不通过解答习题的训练是不妥的[3]。做习题无疑是学习物理化学的重要的环节,是一种带有创造性的脑力劳动,通过解题可以加深对基本原理、基本概念和基本公式的理解,加强所学的理论知识,培养和提高分析问题和解决问题的能力。
物理化学课程中热力学部分,公式、符号和参量、参数非常多,而解答相关的推理题和证明题却要用到这些公式。除了循环关系、倒数关系、微分方程和链式关系外,常用的证明题解题方法有Bridgeman法、Jacobi行列式法、Tobolsky法等[4]。逐一牢记这么多公式是有一定的难度,而在应用相关公式时,能根据具体情况和使用环境及时顺利推出公式就可以了。
1.热力学公式的巧记
将物理化学课程中热力学部分常用的热力学状态函数和参数H、U、G、F、T、P、S和V标示于图1所示的位置上。温度T、压力P和体积V都是实验可测量,热力学能U和熵S具有明确的物理意义,而焓H、吉布斯能G和亥姆霍兹自由能F(有的教材使用A表示)是衍生出来的物理量。……
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