物理化学课件.ppt

物理化学课件总目录

n电解和极化作用

n统计热力学基础

n化学动力学基础（一）

n相平衡

n动力学基础（二）

n化学平衡热力学

n界面化学

n电解质溶液

n胶体分散体系和大分子

n可逆电池的电动势及其应用

溶液

1

统计热力学基础

n§1统计热力学研究的内容与方法

n§2最概然分布及平衡分布

n§3系综方法

n§4玻耳兹曼分布律

n§5粒子配分函数

n§6理想气体的统计热力学性质

2

统计热力学基础

§1统计热力学研究的内容与方法

1.统计热力学研究的内容

⑴统计热力学研究的对象与任务

热力学研究的对象—含有大量粒子的宏观系统。

热力学以三个定律为基础，利用热力学数据，研究平衡系

统各宏观性质之间的相互关系，预示过程的方向和限度。它不

涉及粒子的微观性质。

3

统计热力学研究的对象—含有大量粒子的宏观系统。

统计热力学从粒子的微观性质及结构数据出发，以粒子

遵循的力学定律为理论基础；用统计的方法推求大量粒子运动

的统计平均结果，以得出平衡系统各种宏观性质的数值。

统计热力学弥补了热力学的不足，统计热力学是联系物质系

统的微观性质与宏观性质的桥梁。

4

⑵统计系统的分类

粒子统计热力学对分子、原子等的统称。（简称子）

(i)按照粒子的相互作用

独立子系统粒子间相互作用可以忽略的系统，

统计系统如理想气体；

相依子系统粒子间相互作用不能忽略的系统，

如真实气体、液体等。

5

(ii)按照粒子的运动是否遍及系统的全体积

定域子系统粒子有固定的平衡位置，处于不

同位置上的粒子可以区别，如固体（又称可辨粒子

统计系统系统）；

离域子系统粒子处于非定域的混乱的运动中，

无法分辩，粒子彼此都是等同的，如气体、液体

（又称全同粒子系统）。

6

2.统计热力学的研究方法

热力学方法宏观方法。不考虑物质的微观结构，不追究变

化的中间细节，通过系统的宏观性质解决系统变化的能量效应及

过程的方向与限度。

量子力学方法微观方法。研究单个粒子(原子、分子)的性质

，通过解粒子的Schrödinger方程，得到粒子的状态ψi的能级εi，并

结合光谱数据得到单个粒子的微观性质。

统计热力学的方法从微观到宏观的方法。

统计热力学方法是在统计原理的基础上，运用力学规律对粒子的

微观量求统计平均值，从而得到系统的宏观性质。

返回7

§2最概然分布及平衡分布

1.系统及粒子的微观状态

粒子态粒子(或分子)的量子态,即分子的微观状态。

根据量子力学及光谱数据可知，分子的能量是

量子化的。若将分子的各种微观态的能量从低到高

排成1、2、3、…(其中有些态的能量可以相等

，即能级是简并的),这些能量值是不连续的。

8

系统态系统的微观状态用系统中各粒子