應(yīng)用物理化學(xué)

前言

　　物理化學(xué)是許多學(xué)科及專業(yè)的基礎(chǔ)課，在大學(xué)課程中“物理化學(xué)”歷來備受重視。物理化學(xué)的邏輯性、系統(tǒng)性、理論性和實踐性均很強，內(nèi)容十分豐富，幾乎包羅萬象。物理化學(xué)猶如一座巨大的寶山，不同的人帶著不同的目的，來擷取寶物，但誰都不可能將其整體搬走并用盡，只能各取所需。就大學(xué)教材而言，不同專業(yè)的物理化學(xué)要有所側(cè)重，突出專業(yè)特色，不宜千篇一律，更不能將物理化學(xué)視為一成不變的僵化科學(xué)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)不斷地給物理化學(xué)注入新的內(nèi)涵與活力，同時物理化學(xué)教材也應(yīng)該不斷推陳出新，與時俱進?！镀胀ǜ叩冉逃笆晃濉币?guī)劃教材?應(yīng)用物理化學(xué)》編者在多年的物理化學(xué)教學(xué)實踐中，深深地體會到教材的針對性與實用性對于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和提升學(xué)習(xí)效果的重要意義，而目前各類非化學(xué)專業(yè)的物理化學(xué)教材多為化學(xué)專業(yè)物理化學(xué)教材的壓縮或節(jié)選，密切聯(lián)系實際、具有系統(tǒng)性和一定深度與廣度并通俗易懂的適合普通高校非化學(xué)專業(yè)的物理化學(xué)教材十分缺乏。這為高等教育工作者提出了新的課題，需要業(yè)界人士不斷探索。　　《普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材?應(yīng)用物理化學(xué)》編者根據(jù)非化學(xué)專業(yè)“物理化學(xué)”課程學(xué)時少、需求內(nèi)容有所側(cè)重等特點，在既保留較完整的經(jīng)典物理化學(xué)教材框架的前提下，將具有重要應(yīng)用價值的實用技術(shù)（科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新成果）與物理化學(xué)理論相結(jié)合，編寫了這部《應(yīng)用物理化學(xué)》教材?！镀胀ǜ叩冉逃笆晃濉币?guī)劃教材?應(yīng)用物理化學(xué)》緒論之外，分十五章，由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)、齊齊哈爾大學(xué)和河南科技大學(xué)等校合編。參加《普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材?應(yīng)用物理化學(xué)》編寫的有：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)于開源老師（第一章 熱力學(xué)的一～六節(jié)，第七章 的三、四節(jié)）、金麗梅老師（第三章 化學(xué)平衡和第四章 化學(xué)動力學(xué)）、孫清瑞老師（第五章 表面現(xiàn)象）、唐福軍老師（第七章 電解質(zhì)溶液的一、二節(jié)）、安紅波老師（第十一章 溶膠）和劉志明老師（緒論、第六章 表面活性與表面活性劑、第九章 應(yīng)用電化學(xué)基礎(chǔ)、第十二章 凝膠、第十三章 乳狀液、第十四章 泡沫和第十五章 分散體系流變性）；河南科技大學(xué)李國芝老師（第二章 相平衡、第十二章 凝膠中第八節(jié) ）、劉紅宇老師（第一章 七～九節(jié)，第八章 電極與電池）；齊齊哈爾大學(xué)吳也平老師（第十章 高分子溶液）。劉志明老師編寫了詳細(xì)的編寫提綱，對各章進行了審閱、修改并統(tǒng)稿，吳也平、金麗梅兩位老師對全書進行了詳細(xì)校閱與修正，最后由劉志明老師定稿。書中大部分圖由孫清瑞、金麗梅兩位老師繪制?！　∥锢砘瘜W(xué)公式較多，為突出重點，節(jié)省篇幅，只要求非化學(xué)專業(yè)學(xué)生理解、記住并會靈活運用重要公式即可，未要求掌握，且書中也省略了絕大多數(shù)的公式推導(dǎo)過程?！镀胀ǜ叩冉逃笆晃濉币?guī)劃教材?應(yīng)用物理化學(xué)》在各章前列出了學(xué)習(xí)要求；根據(jù)理解與訓(xùn)練需要，適當(dāng)選編了例題、思考題和習(xí)題，并使其力求做到結(jié)合教材內(nèi)容又新穎實用，注重啟發(fā)學(xué)生思考和鍛煉解決問題能力?！　∨c《應(yīng)用物理化學(xué)》教材配套的有《應(yīng)用物理化學(xué)實驗》教材及教學(xué)課件，課件可在化學(xué)工業(yè)出版社教學(xué)資源網(wǎng)下載。因篇幅及配套性原因，《普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材?應(yīng)用物理化學(xué)》相關(guān)附錄內(nèi)容編在《應(yīng)用物理化學(xué)實驗》一書中。這套教材適合作為食品科學(xué)、材料科學(xué)、制藥工程、生命科學(xué)、環(huán)境工程、紡織等非化學(xué)專業(yè)本、專科的物理化學(xué)課程教材，也適合作為化學(xué)專業(yè)本、?？茖W(xué)習(xí)物理化學(xué)的參考書?！　∮捎凇镀胀ǜ叩冉逃笆晃濉币?guī)劃教材?應(yīng)用物理化學(xué)》編者水平所限，加之時間倉促，書中編寫的不當(dāng)或疏漏之處，懇請使用《普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材?應(yīng)用物理化學(xué)》的師生及業(yè)界同仁多提寶貴意見，歡迎來自各方的批評意見?！　【幷摺　?009年5月于大慶

內(nèi)容概要

本書根據(jù)非化學(xué)專業(yè)“物理化學(xué)”課程學(xué)時少、需求內(nèi)容有所側(cè)重等特點，在既保留較完整的經(jīng)典物理化學(xué)教材框架的前提下，將具有重要應(yīng)用價值的實用技術(shù)（科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新成果）與物理化學(xué)理論相結(jié)合，編寫了本書。本書緒論之外共分十五章，包括：熱力學(xué)、相平衡、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、表面現(xiàn)象、表面活性與表面活性劑、電解質(zhì)溶液、電極與電池、應(yīng)用電化學(xué)基礎(chǔ)、高分子溶液、溶膠、凝膠、乳狀液、泡沫、分散體系流變性。     本書適合作為食品科學(xué)、材料科學(xué)、制藥工程、生命科學(xué)、環(huán)境工程、紡織等非化學(xué)專業(yè)本、?？频奈锢砘瘜W(xué)課程教材，也適合作為化學(xué)專業(yè)本、專科學(xué)習(xí)物理化學(xué)的參考書。

書籍目錄

緒論 第一章  熱力學(xué) 　第一節(jié)　基本概念 　　一、體系與環(huán)境 　　二、體系的變化過程與途徑 　　三、狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 　　四、熱力學(xué)溫度 　　五、理想氣體常數(shù) 　　六、反應(yīng)進度 　　七、熱 　　八、功 　　九、熱力學(xué)能及其變量 　　十、焓及其變量 　　十一、熱容及其變量 　第二節(jié)　熱力學(xué)第一定律 　　一、能量守恒定律 　　二、熱力學(xué)第一定律 　　三、功與過程 　　四、熱與過程 　第三節(jié)　理想氣體與實際氣體 　　一、 Joule實驗 　　二、理想氣體熱力學(xué) 　第四節(jié)　反應(yīng)熱 　　一、等溫過程反應(yīng)熱 　　二、反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系 　　三、反應(yīng)熱的應(yīng)用 　第五節(jié)　熱力學(xué)第二定律 　　一、概述 　　二、Carnot循環(huán)與Carnot定理 　　三、熱力學(xué)第二定律 　　四、熵變的計算 　第六節(jié)　Gibbs自由能 　　一、Gibbs自由能概述 　　二、Gibbs自由能變的求算 　第七節(jié)　偏摩爾量 　　一、偏摩爾量的概述 　　二、偏摩爾體積及其應(yīng)用 　第八節(jié)　化學(xué)勢 　　一、概述 　　二、化學(xué)勢判據(jù) 　　三、各種體系的化學(xué)勢 　第九節(jié)　稀溶液依數(shù)性及其應(yīng)用 　思考題 　習(xí)題 第二章  相平衡 　第一節(jié)　相律及其應(yīng)用 　　一、相體系 　　二、相律及其應(yīng)用 　第二節(jié)　單組分體系的相平衡 　第三節(jié)　二組分理想液態(tài)混合物的氣?液平衡相圖 　　一、二組分體系的相律及二組分體系相圖的分類 　　二、理想液態(tài)混合物的概念與特征 　　三、蒸氣壓?組成圖 　　四、溫度?組成圖 　　五、杠桿規(guī)則 　　六、精餾 　第四節(jié)　二組分非理想液態(tài)混合物的氣?液平衡相圖 　第五節(jié)　完全不互溶雙液系的氣?液平衡與水蒸氣蒸餾 　第六節(jié)　部分互溶雙液系液?液平衡相圖 　第七節(jié)　簡單低共熔體系液?固平衡相圖 　第八節(jié)　生成化合物的二組分體系液?固平衡相圖 　第九節(jié)　有固溶體的二組分體系液?固平衡相圖 　　一、固相完全互溶體系 　　二、固相部分互溶體系 　第十節(jié)　分配定律與萃取技術(shù) 　　一、分配定律 　　二、萃取技術(shù)及其應(yīng)用 　第十一節(jié)　多相體系平衡與相變 　　一、多相體系平衡的一般條件 　　二、相轉(zhuǎn)變 　第十二節(jié)　相分離技術(shù)及其應(yīng)用 　　一、相分離的概念 　　二、常用相分離技術(shù)及其應(yīng)用 　思考題 　習(xí)題 第三章  化學(xué)平衡 　第一節(jié)　化學(xué)反應(yīng)方向的限度與平衡條件 　第二節(jié)　化學(xué)反應(yīng)等溫式與平衡常數(shù) 　　一、單相反應(yīng)體系的化學(xué)反應(yīng)等溫式與平衡常數(shù)（equilibrium constants）　　二、多相反應(yīng)體系的化學(xué)反應(yīng)等溫式與平衡常數(shù) 　第三節(jié)　影響化學(xué)反應(yīng)平衡的因素 　第四節(jié)　平衡常數(shù)的測算與平衡轉(zhuǎn)化率的計算 　　一、平衡常數(shù)的測定 　　二、平衡常數(shù)的求算 　　三、平衡轉(zhuǎn)化率的計算 　　四、反應(yīng)物最適宜比例的確定 　思考題 　習(xí)題 第四章  化學(xué)反應(yīng)動力學(xué) 第五章  表面現(xiàn)象 第六章  表面活性與表面活性劑 第七章  電解質(zhì)溶液 第八章  電極與電池 第九章  應(yīng)用電化學(xué)基礎(chǔ) 第十章  高分子溶液 第十一章  溶膠 第十二章  凝膠 第十三章  乳狀液 第十四章  泡沫 參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一章 熱力學(xué)　　學(xué)習(xí)目的和要求　　1.理解熱力學(xué)的一些基本概念和熱力學(xué)第一定律?！　?.掌握熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)的定義及特性，理解熱力學(xué)能變與定容熱，焓變與定壓熱之間的關(guān)系?！　?.能熟練地計算體系p、V、T狀態(tài)，化學(xué)反應(yīng)與相變過程的功、熱，熱力學(xué)能變、焓變?！　?.掌握標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓等概念及相關(guān)應(yīng)用；熟練掌握燃燒焓變的測定技術(shù)?！　?.能熟練地應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓求標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓，能用基爾霍夫公式計算不同溫度下化學(xué)反應(yīng)的焓變?！　?.深刻理解可逆過程與不可逆過程的含義，體積功和非體積功的含義。　　7.了解自發(fā)過程的特點，明確熱力學(xué)第二定律的含義?！　?.掌握Carnot循環(huán)的構(gòu)成、各步驟的定量關(guān)系及Carnot熱機效率和Carnot定理。理解Carnot循環(huán)的意義?！　?.掌握熵和Gibbs自由能的概念及熵增加原理與Gibbs自由能降低原理；能夠運用它們來判別過程的方向和限度。能熟練地計算體系狀態(tài)變化、相變和化學(xué)反應(yīng)過程的AS、AG?！　?0.理解偏摩爾量和化學(xué)勢的意義，了解它們之間的區(qū)別。熟練掌握偏摩爾量集合公式及其應(yīng)用?！　?1.能夠運用化學(xué)勢判據(jù)判斷相變化與化學(xué)變化的方向。能夠表達和理解各種體系化學(xué)勢公式。　　12.深刻理解稀溶液依數(shù)性的含義，熟練掌握稀溶液依數(shù)性在測算純物質(zhì)摩爾質(zhì)量方面的應(yīng)用。　　熱力學(xué)（thermodynamics）是一門基礎(chǔ)學(xué)科，是人們在生產(chǎn)實踐中總結(jié)出來又因生產(chǎn)的需要而發(fā)展起來的。在熱力學(xué)發(fā)展的初期，作為物理學(xué)中熱學(xué)的一部分，其內(nèi)容僅僅是研究熱和機械功的相互轉(zhuǎn)化，現(xiàn)代熱力學(xué)的研究范圍已大大擴展，它是研究各種形式的能量相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)。熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)主要是熱力學(xué)第一、第二和第三定律。這些基本定律在物理、化學(xué)、工程和生物等方面發(fā)揮著極為重要的作用。

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