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1、化学热力学公式的学习和应用 摘 要：在物理化 学学 习过程 中，化 学热力 学公式 的记 忆和推 导一直是 学生难 以掌握 的 问题，本 论 文 通 过 具 体 实例 论 述 了化 学 热 力 学公 式 的 记 忆 方 法及 特 殊 关 系的 推 导 方 法。关 键 词：化 学 热 力 学；公 式；函数 中图 分 类 号：06 4 2 文 献 标 识 码：A 文 章 编 号：1 0 0 7 5 3 3 X(2 0 0 2)0 4 0 0 0 6 0 2 物 理 化 学 是 化 学 的 一 个 分 支，它 是 运 用 物 理 方 法 和 数 学 手 段 研 究 化 学 现 象 及其 规 律 的
2、一门 科 学。同 其 它 化 学 相 比 物 理 化 学 的公 式 较 多、理 论 性 强、且 难 度 较 大，对 初 学 者 来 说 更 是 如 此。莱 文(I N，l e n i n e)曾说：”如 果 试 图 只 通 过 阅 读 教 科 书 而 不 做 习 题 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 行 的。解 答 习题 是学 习物 理 化 学 的 一个 非 常
3、重 要 的环 节 是 一 种 带有 创 造 性 的脑 力 劳 动，通 过 解 题 可 以巩 固、加 强 所 学 的 理 论 知 识，发 展 逻辑 思 维 和 综 合 思 考 能 力 培 养 分 析 问 题 和 解 决 问 题 的能 力。在热 力学 中，我 们可 以看到公 式、符号、各 种参 量、参 数 非 常 多，而 解 答 证 明题 却 偏 偏 离 不 开 它 们。在 物 理 化 学 中，那 么 多 的公 式 要 一 一 记 住 是 很 难 的，在 应 用 时 能 根 据 具 体 情 况 顺 利推 出公 式 就 可 以 了。1 巧 记 公 式 如 图】所 示，将 物 理 化 学 中 的 几
4、个 热 力 学 量 标 S、S T 图1 v p T 图?V 1，1 麦 克 斯 韦 关 系 的得 出 以 虚 线 框 为 研 究 对 象，从 任 意 两 顶 点 出 发 作 两 个直 角 框 图 如 图 2所 示，则 直 角 线 上 的 导 数 绝 对 值 相 等 即(a S j、j 的 绝 对 值 相 等，符 号 由 分 子 函 数(S、V)在 图 1中 的 位 置 确 定，箭 头 向着 的 为 正 反 之 为 负。即 前 者(S)为 负 后 者(V)为 正。则 有 (a s J 一(行a v)，同 理，记 住 麦 克 斯 韦 关 系 式。1，2微 分方 程 的得 出 如 果 U、A、G、
5、H 作 自发 性 的 判 据 时，需 有 相 邻 函数 不变 的变件，如对 于函数 H 作判据 时要求相邻 函 数 S、P不 变 即 Hs 0，同 理 Us v 0、G 0、八 v 0。某 一 函 数 的 全 微 分 等 于相 邻 函数 的微 分与其 同一直线上的 函数(箭 头指 向为正反之为负)之积的和。如：对于 函数 G 的偏微 分等 于其相邻 函 数 P、T 的 微 分 d P、d T 与 其 同 一 直 线 上 函 数 V、S (符号确定 同 1 1，前 者为 正后 者为 负)乘 积 之和则 有 d GVd PS d T。同理 d HTd S+Vd P。1 3特 征 偏 微 商 特征
6、偏微 商 的得 出可归纳 为某 函数 M 对 相邻 两 函数 之 一 求 偏 导 另 一 不 变，就 等 于 与 前 者 在 同一 直 线 上 的函数(符号 看箭 头，箭 头指 向为正 反 之为 负)。求：对于 函数 U 对其相邻 函数(s、V)之一求 的 T T、偏导另一不变即 等于与V在同一直线上函 ，S 数 P，符 号(如 图 1箭 头 向着 为 正 逆 着 为负)为 负 也 收 稿 日 期：2 0 0 2 0l O 2 再鲡介：夏 云生(1 9 7 3 一)-男 助 教 叫川大学 硕士 研究生 从事 物理 化学教 学科 研 L作.com 第 期 夏 云生，祁 静：化 学热力学公 式的学
7、 习和应用 就 是。一-P，同 理 2 应用 举 例 例：证 明()一 一 T()一 P (j 并 说 明理想气体的内能与压力无关。证 法 一：由 1 2微 分 方 程 有 dU=TdS 一 一 T 一 P 行3 V J 由 1 1 麦 克斯 韦 关 系 有 一一 代 人 上 式 一 一 T 一P c)g)已 证 证 法 二：UU(S V)du 一、，d S-(a U 。(1)a u)=()a s)+()。(a P J1(2)9a P a S a P a V a P I 1=f I 1 _ l l l I f、I l 。I 由 、】砉 育 斯 韦 系 右 参 考 文 献：l 1匕海师大 物理
8、化学 M 北京：高等教 育 出版社 1 9 9 1 ：方长 恕 物理化 学辅 导与练 习 M 成都：成 都科技 大学 出 版社，l 9 8 7 3 傅玉 普 物理化 学解 题指导 M 大连：大连 理工 大学 出版社 1 9 9 5 一 代 人(2)式()一 一()a U)、，+()()c 3 由 1 3特征偏微 商有、，一T 一一P代 人(3)式有 一T a V)p-P 已 证 对 于 理 想 气 体，即 P V=n R T()一 一 ()一-na T P R T(P)代 人 1 一l 1 一l：=l 1 一 I 1一 I I 7 T “I 结论 有 a U 一 一 T+n 叫古 。3 结 论
9、 运 用 上 述 所 述 方 法 和技 巧，使 学 生 能 够 准 确、迅 速 的 记 住 有 关 公 式 及 推 导，以 达 到 快 速、i E确、节 约 时 间 榀 高 霹 l犟颢 神 室 The Le a r n i n g a n d A p pl i c a t i o n o f t he Che mi c a l The r m o dy na mi c s Fo r mul a Ab s t r a c t：I n I e a r ni ng phy s i c a 1 c he mi s t r y，i t s di f f i c ul t I o f o r s t ud
10、 e nt s r e me m be r an d d e r i ve t he t h e r m 0 dy n a m i c s f o r mul a i n Che m i s t r y、Ti m m e m o r y m e t ho d br e me m b e 一t he s p e c i a 1 r e l a t i 0 nb e t we e n t he c he m i c a 1 t hc r m o dyI l a r ni c s f o r m ul a a r e di s c us s e d t hr o ugh t he c o nc r e t e i ns t a n c e i n t hi s p a pe r Ke y、o r d s：Ch e mi c a l T1 1 e r m0 d y n a mi c s；f o r mu l a j u n c t i o n 维普资讯 http:/