化學熱力學范疇都有哪些

① 化學熱力學的研究內容

主要內容是用熱力學第一定律研究「化學反應熱」方面的問題。在化學反應中，一摩爾物質的變化（指主要的生成物或反應物）所吸收的熱量名為化學反應熱，簡稱為反應熱。根據熱力學第一定律知道，在定溫、定壓（或定容）下發生的化學反應，其反應熱Qp（或Qp）等於反應過程焓（或內能）的變化 ΔH(或ΔU)。所以方程 f0 (1)是熱化學中的基本熱力學公式。利用態函數U、H 的性質，就可以從某些已知的反應熱計算未知的反應熱。由式(1)可見，反應熱Qp(或Qp)僅由反應物的初始狀態及生成物的終了狀態所決定，而與中間過程無關，這稱為赫斯 (Hess)定律。例如化學反應 C O2─→CO2可以分
和
兩步實現，若這三個反應的反應熱分別為Qp、Qp1、Qp2，則 Qp=Qp1 Qp2。赫斯定律是熱力學第一定律的早期實驗基礎之一，它可以幫助人們從易於測定的Qp(或Qp)值，計算難於測定的Qp（或Qp）值；它是熱化學中的重要定律之一。
反應熱與溫度的關系由基爾霍夫定律給出。它的內容是：定壓下，在兩個不同溫度(T1和T2)進行的
同一化學反應，其反應熱Qp(T1)和Qp(T2)不同。由赫斯定律可導出反應熱隨溫度的變化滿足如下關系
(2)式中ΔCp為生成物的定壓熱容和反應物的定壓熱容之差。式(2)就是基爾霍夫定律，它也是熱化學中的一個重要定律。 主要內容是應用熱力學的平衡判據研究化學反應的平衡條件。在化學熱力學中通常把化學反應方程寫作等式，例如，在化學熱力學中將高溫下氫分子和氧分子化合成水的反應式寫為2H2O－2H2－O2=0。一般地，把任意一個化學反應寫作如下形式
式中Ai表示第i種組元。vi表示第i種組元在化學反應中的計量系數，並規定對生成物而言vi取正號，對反應物vi取負號。
對在不同條件下發生的化學反應，可使用不同的平衡判據。例如，在恆溫、恆壓、恆組成(N)下進行的化學反應，其自發進行（相應於下式中的小於號）或平衡條件（相應於下式的等號）由自由焓判據確定。即
(4)式中μi為系統中某物種的偏摩爾自由焓（或稱化學勢），dni為該物種摩爾數的變化。
由於化學反應 vAA vBB …─→vLL vM M … (5) 發生時，各物種的數量變化dni要服從計量系數之間的比例關系，即
式中ξ為反應進度，dξ為在一個無窮小過程中化學反應的進度。因而在式(4)中化學反應的自由焓判據為
dGT，p，N=(-vAμA-vBμB vLμL vMμM)dξ≤0 (7) 或
為在恆溫、恆壓、恆組成的系統中單位進度的反應（按計量系數的摩爾數發生的反應）產生的自由焓變值 Δ埥。為了滿足恆組成的條件，可以設想系統非常大，因而發生了單位進度的化學反應後，系統的組成只變了無窮小量。Δ埥稱為反應自由焓，-Δ埥稱為化學親合勢。Δ埥越小（或－Δ埥 越大）則在該T、E、N(組成)時，反應趨勢越大；Δ埥 等於零時，反應達到平衡。
當系統中沒有產物時，產物的化學勢為零;這時
Δ埥= 即正向反應趨勢極大；反之，若反應物的濃度為零，則Δ埥=∞，即逆向反應趨勢極大。在反應的過程中，組成不斷變化，Δ埥值也隨之變化，變化的情況如附圖中所示，正向反應的Δ埥由AB曲線表示，逆向反應的Δ埥由A┡B┡曲線表示。R為反應物，P為產物。O點處Δ埥=0，所以O代表平衡混合物。 用熱力學方法研究多組元體系的理論。 溶液是液態溶體。溶體是一個含有兩種或兩種以上組元的均勻系。當溶體是氣相時，通常叫做混合氣體;當溶體是固相時，叫做固溶體。

② 化學熱力學和化學動力學有什麼區別

不同之處如下：

1、研究對象不同，化學熱力學主要研究物質系統在各種條件下的物理和化學變化中所伴隨著的能量變化。而化學動力學的研究對象是運動速度遠小於光速的宏觀物體。

2、學科不同：化學熱力學是物理化學和熱力學的一個分支學科。而化學動力學是理論力學的分支學科。

3、研究范疇不同：化學熱力學研究范疇包含化學反應的方向和程度問題。而化學動力學的范疇則是化學反應的速率問題。

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化學熱力學研究內容：

熱化學，是用熱力學第一定律研究「化學反應熱」方面的問題。

化學平衡，是應用熱力學的平衡判據研究化學反應的平衡條件。

溶液理論，用熱力學方法研究多組元體系的理論。

化學動力學用途：

1、研究葯物降解的機理。

2、研究影響葯物降解的因素及穩定化措施。

3、預測葯物制劑的有效期。

③ 高中化學中熱力學的內容有哪些

高中化學中與熱力學有關的就是化學反應與熱量這一章的內容，不多，只涉及皮毛！

④ 化學中熱力學和動力學的含義分別是什麼

不同之處如下：

1、研究對象不同，化學熱力學主要研究物質系統在各種條件下的物理和化學變化中所伴隨著的能量變化。而化學動力學的研究對象是運動速度遠小於光速的宏觀物體。

2、學科不同：化學熱力學是物理化學和熱力學的一個分支學科。而化學動力學是理論力學的分支學科。

3、研究范疇不同：化學熱力學研究范疇包含化學反應的方向和程度問題。而化學動力學的范疇則是化學反應的速率問題。

定義態函數：

熱力學在系統平衡態概念的基礎上，定義了描述系統狀態所必須的三個態函數：熱力學溫度T、內能U和熵S。熱力學第零定律為定義和標定溫度奠定了基礎；熱力學第一定律定義了態函數內能；第二定律引進了態函數熵和熱力學溫標；熱力學第三定律則描述了系統的內能和熵在絕對零度附近的性狀。

⑤ 化學熱力學和動力學的基本理論有哪些

化學熱力學的基本理論內容：

化學熱力學是物理化學和熱力學的一個分支學科，它主要研究物質系統在各種條件下的物理和化學變化中所伴隨著的能量變化，從而對化學反應的方向和進行的程度作出准確的判斷。

化學熱力學的核心理論有三個：所有的物質都具有能量，能量是守恆的，各種能量可以相互轉化;事物總是自發地趨向於平衡態;處於平衡態的物質系統可用幾個可觀測量描述。

動力學的基本理論內容：

動力學是理論力學的一個分支學科，它主要研究作用於物體的力與物體運動的關系。動力學的研究對象是運動速度遠小於光速的宏觀物體。

動力學的基本內容包括質點動力學、質點系動力學、剛體動力學，達朗伯原理等。以動力學為基礎而發展出來的應用學科有天體力學、振動理論、運動穩定性理論、陀螺力學、外彈道學、變質量力學以及正在發展中的多剛體系統動力學等(見振動，運動穩定性，變質量體運動，多剛體系統)。

⑥ 化學熱力學和化學動力學之間的區別和聯系

聯系：化學熱力學和化學動力學都屬於物理化學的一個分支。

區別：

一、研究對象不同

1、化學熱力學：主要研究物質系統在各種條件下的物理和化學變化中所伴隨著的能量變化。

2、化學動力學：研究對象是性質隨時間而變化的非平衡的動態體系。

二、作用不同

1、化學熱力學：對化學反應的方向和進行的程度做出准確的判斷。

2、化學動力學：通過化學動力學的研究，可以知道如何控制反應條件，提高主反應的速率，增加產品產量，抑制副反應的速率，減少原料消耗，減少副產物，提高純度，提高產品質量。

三、特點不同

1、化學熱力學：所有的物質都具有能量，能量是守恆的，各種能量可以相互轉化；事物總是自發地趨向於平衡態；處於平衡態的物質系統可用幾個可觀測量描述。化學熱力學是建立在三個基本定律基礎上發展起來的。

2、化學動力學：經典的化學動力學實驗方法不能制備單一量子態的反應物，也不能檢測由單次反應碰撞所產生的初生態產物。

⑦ 化工熱力學的研究范疇包括哪些

化工過程中所需的熱和功的計算，化學反應、相際物 質傳遞的方向與限度的判定，化工過程能量的有效利用等都屬於化工熱力學已經的范疇。

⑧ 化學熱力學的具體含義

1、化學現象是由反應速率表徵的，只有在非平衡條件下化學反應過程才會呈現出非零的反 應速率。因此，化學現象本身是一種非平衡現象。化學熱力學應屬於非平衡熱力學(也即不 可逆過程熱力學)的范疇。但是，傳統熱力學雖然從科學體系來看，的確是嚴謹而完美的； 嚴格來講，整部經典熱力學並不涉及「時間」和「空間」，它主要限於研究平衡態和可逆過 程，其主要原因是長期以來整個非平衡熱力學缺乏一個較為令人滿意的理論。現實世界發生 的變化卻不可避免地涉及到時間上的演化和空間上的不均勻性，這種變化都是不可逆的。對 非平衡的不可逆過程，經典熱力學僅僅提供了一個關於熵(或自由能)的不等式，要對非平衡 過程作定量描述，必須尋找適當的等式代替上述不等式。
還有一點應指出，由於傳統的化學熱力學只涉及平衡問題，因此幾乎和化學動力學不發生關 系。非平衡化學反應的熱力學必定要與非平衡的化學過程相聯系，熱力學不再能和動力學相 分離，動力學因素(如催化劑)有可能在熱力學上起作用，如何把化學熱力學和化學動力學有 機地結合起來是值得研究的一個重要課題。
盡管線性非平衡態熱力學理論對熱傳導、擴散等輸運過程有主要應用，但對化學反應的應用 卻受到很大的限制，這是因為通常條件下的化學反應的流(反應速度)和力(反應親和勢)並不 滿足線性關系。化學反應的速率一般地說是濃度、溫度等變數的非線性函數，化學反應體系 是用三維線性方程描述的，本世紀60年代以來對非線性區的研究獲得可喜的成果，並已形成了「非線性不可逆過程熱力學」。
2、熱力學是一門實驗科學，又是牢固地以嚴格的代數為基礎的領域。熱力學是由一群方程 式 和一些不等式構成的，這些方程式和不等式將某些類型的可測物理量相互聯系起來。著名的 量子化學家美國波士頓學院教授潘毓剛曾說古典熱力學有千萬個公式，而量子力學只有一個 公式--薛定諤方程，任何一個熱力學方程都是很有用的，因為某些量比另一些量容易測量 ，通過測量易測之量，利用熱力學方程式，就可以得出那個難測之量。
熱力學的基本內容，就是論證幾個抽象的熱力學量的存在(溫度、熱力學能、熵)並研究熱力 學量之間的關系。
熱力學中一個平衡系統完全由一組參量(體積、溫度、熵)描述，我們總是認為這組參量是完 整的。然而，人們評價熱力學之所以有力和有獨到之處，就在於它本質上的不完整性，這樣 一個系統在許多細節上還有大量不知道的這一事實，也許正是熱力學家們引以自豪的根源。 由於不要求系統內部知識的完整性，有了系統參量就可以精確地導出系統的值，充分利用已 有的知識，促使成為可用的東西才是更富有成效的工作。
把熱力學的基本原理用來研究化學現象以及和化學現象有關的物理現象，就稱為化學熱力學 。
3、熱力學第零定律正確的表述應為「熱平衡具有傳遞性。，由此，證明存在一 個 表徵熱平衡狀念的態函數--溫度。溫度在熱力學中時常出現，溫度是一個極其特殊的物理 量，兩個物體的溫度不能相加，若說某一溫度為其它兩個溫度之和是毫無意義的，甚至，某 溫度的幾倍，以某種單位來測量溫度等等說法，也都缺乏明確的意義，嚴格講，兩個溫度之 間只有相等或不相等這種關系。測量、普通的觀測，測量所得的即為該單位的倍數或小數， 但對溫度而言，我們做的不是測量，只是做標志(指標)而已。熱力學正是根據：溫度隨其它 物理量改變而改變的原理，任意選定一種物理量作為溫度的指標。
統計物理揭示，溫度為分子平均動能的度量。大家知道，「低溫是有極限的，低溫的極限是 絕對零度」〔6〕，高溫的極限在哪裡?可能以5×109k為其上限。
熱力學第一定律就是宏觀體系的能量守恆與轉化定律。「IUPAC」推薦使用『熱力學能』， 從深層次告誡人們不要再去沒完沒了的去探求內能是系統內部的什麼東西」， 中國物理大師嚴濟慈早在1966年就已指出這點。
第一定律是1842年前後根據焦耳等人進行的「功」和「熱」的轉換實驗發現的。它表明物質 的運動在量的方面保持不變，在質的方面可以相互轉化。但是，沒有多久，人們就發現能量 守恆定律與1824年卡諾定理之間存在「矛盾」。能量守恆定律說明了功可以全部轉變為熱： 但卡諾定理卻說熱不能全部轉變為功。1845年後的幾年裡，物理學證明能量守恆定律和卡諾 定理都是正確的。那麼問題出在哪呢?由此導致一門新的科學--熱力學的出現。
4、克勞修斯發現各種自然變化可以分為兩大類：一類變化可以自發地進行，這類變化稱之 為 正轉變。還有一類與自發變化相反的變化，稱之為負轉變，這類變化的進行必須以正轉變作 補償。這樣，克勞修斯從自然變化的自發性出發，引出了不可逆過程和不可逆性的概念， 一下子抓住了問題的關鍵，他花了十五年的時間，終於發現熱力學系統完成一循環過程時存 在如下的關系：
克勞修斯把這個狀態參數取名entropy。
關於entropy這個名詞的選擇，克勞修斯寫道：在確定一些重要的科學量的名稱時，我寧願 求助於古代的文字，這樣做的目的是為了使這些名稱能在現有各種文字中表示同樣的意思， 因此我建議把s叫做物體熵，熵在希臘文里表示「變化」。克勞修斯所以不惜精 力引進一個新名詞，其目的不使人們引起任何聯想。1923年5月25日，德國物理學家R.普朗克在東南大學作熱力學第二定律及entropy觀念的學術 報告。我國物理科學開創者之一胡剛復教授，把entropy譯成「熵」。他認為熵 這概念太復雜，從熱量變化與溫度比出發，他把商字加上火字旁，譯成熵。
克勞修斯最初的目的是要在守恆的概念和可逆性的概念之間作出清楚的區分。力學變化中可 逆性和守恆性是吻合一致的，而物理化學變化卻不同，即使它們不可能是可逆的，卻也能夠 是能量守恆的。
自1865年，克勞修斯引進熵函數S以來，人們試圖對熵概念作出更直觀的解釋和定義，困難 到底在哪裡?第一，「熵」作為系統的狀態參數並不是動力學性質的，因而迄今為止人們還不能對其進行 直接觀測得出直觀的感性印象；第二，「熵」並非系統外在的，表面的屬性，而是內在的， 深層的屬性。因此，凡試圖從宏觀表象直接定義「熵」恐怕都不會十分成功。
「熵」和熵原理在熱力學中的顯赫地位，可借用下段描述證實：「在自然過程的龐大工廠里，『熵原理』起著經理的作用，因為它規定整個企業的經營方式 和 方法，而『熱力學能』和『能的原理』僅僅充當薄記，平衡貸方和借方。」 。
熵的本質是變化的方向性和時間的方向性，而描述粒子運動的哈密頓方程中對時間的微分是 二次的，正時間和負時間並沒有區別。物理定律除熱力學第二定律外，幾乎都是時間反演對 稱的，不論是牛頓方程，還是薛定諤方程，時間t和-t的作用是相同的，不管經典力學、量 子力學、相對論都描繪的是一幅靜態的、可逆的、確定的永恆不變的自然圖景。唯有熵概括 了演化的特徵，成為「發展」的指標，指明了不可逆過程的方向性，即「時間箭頭」 。
在香水擴散實驗中，香水會揮發掉，香水分子將均勻分布在整個房間中。這個過程是不可逆 的。不管等待多久，香水分子也不會再集中到瓶子中去，某個特定分子可能掉過頭來沿著它 原 來的軌跡回去，不違反物理定律。因為支配分子運動的定律關於時間反演是對稱的，始態、 終態兩個點，每一點全是另一點的結果，初始狀態極為難得，是不可逆的根本原因。
時間的方向性是由於在任一物理過程中，系統的狀態點是從比較有秩序變成比較無秩序。在 較為復雜的事件中似乎也存在著研究的方向性。有人講：「把汽車從停車場開出來，要比將 汽車在停車場上停容易。把玻璃打破比用碎玻璃拼好容易。把積木弄亂比把它拼成圖案容易 ，把一個人打死比救活一個人容易」(摘自諾貝爾物理獎獲得者庫珀的著作)。
5、自然界有兩種進化規律，一是熱力學第二定律，另一是達爾文的生物進化論。
熱力學第二定律指出，在孤立的系統中，過程總是朝著熵增的方向變化的，即是：物質總是 朝著消滅信息、產生混亂的方向演化的。但是達爾文的生物進化論則正好相反，它指出生物 的進化(演化)方向是由簡單到復雜、由低級到高級、由信息少到信息多、或者說是朝著產生 信息，產生秩序的方向演化的(如由單細胞發展到人)。人不只有各類完善的細胞，而且還有 用這些細胞組成的各種組織、器官、系統、甚至最高有序的大腦，因而也就有了思維。可見 ，物理學上的進化規律與生物學上的進化規律豈非截然相反以致針鋒相對了嗎?兩種進化規律並不矛盾，而是統一在一個更為廣泛，更為普遍的拓寬了的熱力學之中。這一 拓廣了的熱力學，就是不可逆過程熱力學或非平衡熱力學。它指出：平衡狀態是無序的，而 非 平衡狀態才可能有序的。究竟是向無序演化，還是向有序演化，這要看是趨向平衡的近平衡 區的過程，還是遠離平衡的遠平衡區的過程。

⑨ 化學中熱力學和動力學的含義分別是什麼

區別如下：

1、研究對象不同，化學熱力學主要研究物質系統在各種條件下的物理和化學變化中所伴隨著的能量變化。而化學動力學的研究對象是運動速度遠小於光速的宏觀物體。

2、學科不同：化學熱力學是物理化學和熱力學的一個分支學科。而化學動力學是理論力學的分支學科。

3、研究范疇不同：化學熱力學研究范疇包含化學反應的方向和程度問題。而化學動力學的范疇則是化學反應的速率問題。

動力學應用：

對動力學的研究使人們掌握了物體的運動規律，並能夠為人類進行更好的服務。例如，牛頓發現了萬有引力定律，解釋了開普勒定律，為近代星際航行，發射飛行器考察月球、火星、金星等等開辟了道路。

自20世紀初相對論問世以後，牛頓力學的時空概念和其他一些力學量的基本概念有了重大改變。實驗天體地球動力學結果也說明:當物體速度接近於光速時，經典動力學就完全不適用了。但是，在工程等實際問題中，所接觸到的宏觀物體的運動速度都遠小於光速，用牛頓力學進行研究不但足夠精確，而且遠比相對論計算簡單。因此，經典動力學仍是解決實際工程問題的基礎。

⑩ 電化學熱力學包括哪些方面

電化學指的是，研究兩類導體界面現象的化學
電化學熱力學研究的是平衡電位，也就是電流為0，主要就是能斯特方程
電化學的動力學主要研究的是過電位，也就是當電極的電流不是0時，電極電位偏離平衡電極電位的情況，研究過電位與電流密度的關系