山东第一医科大学（山东省医学科学院）：《物理化学》课程教案讲义（打印版）物理化学授课教案

网素山医学院 省级精品课程申报 授课教案 姓名 学年第学期时间一节次 课程名称 物理化学 投课专业及层次 药学、制药工程等 授课内容 绪论、热力学第一定律（一） 学时数 掌握气体的基本性质，熟悉物理化学的研究内容和方法，了解物理化学 教学目的 的学习方法，了解热力学的研究方法 重点 物理化学的研究内容和方法，气体的基本性质 难 点 热力学定律 自学内容 无 使用教具 多煤体 相关学科知识 数学、物理学知识 教学法 启发式、讨论式教学 讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页） 、绪论： 1、物理化学的任务和内容 ①物理化学的定义 5分钟 ②主要内容：化学热力学、 化学动力学、物质结构 (简单介绍其它内容：化学平衡、相平衡、多组分系统、电化学、表面现 象、胶体等。选学内容：量子力学、统计热力学) 15分钟 ③物理化学研究的方法和特点：特殊方法一化学热力学方法 2、物理化学在药学中的地位和作用 ①物理化学发展 史简 ②结合药物和制药工艺进行介绍 (选取药物制备、设计思路方面的实例。) 3、物理化学的学习方法 热力学方法的特殊性 重视思老 重视习题和实验 15分钟 注意理论联系实际 4、学习成绩评定 对作业的要求 对实验报告的要求 5、推荐几本参考书 ①物理化学，南京大学，傅献彩。 ②物理化学，天津大学物理化学教研室。 10分钟 ③物理化学简明教程，印水嘉

国山医笑院 省级精品课程申报 讲授内容纲要、要求及时间分配（附页） 二、气体的性质： 1、理想气体模型： 10分钟 理想气体的定义：任何情况下都遵守理想气体状态方程 理想气体的特点：分子间没有相互作用力，分子本身不占有体积。 高温低压下真实气体可以看作理想气体 2、理想气体的性质： ①理想气体状态方程：PV=nRT 状态描述(P、V、T、n) 状态变化（蒸发、沸点和饱和蒸气压）， 说明单位（强调国际单位制） 举例应用：一般式和变形式 ②摩尔气体常数 ③理想气体混合物 15分钟 混 物的表示方法：X,Y 尔顿分压定律 阿马加分体积定律 ④真实气体 与理想气体的偏差 ⑤范德华方程式 对偏差的校正 范德华方程式 ⑥气体液化的简介 第一章热力学第一定律 §2热力学的基本概念 、系统与环境 1、系统与环境的定义： 20分钟 2、系统的分类： (举例说明系统和环境之间的不同界面，重点讲解系统的三种类型：敞开 系统，封闭系统和孤立系统，结合后血的应用举例说明。) 系统的性质 1、系统性质的定义 2、系统性质的分类： 广度性质和强度性质的定义、区别和联系 (启发式教学，启发学生根据两种类型的不同特点举例。) 复习本次课的主要内容。 10分钟

网素山医学院 省级精品课程申报 教 案 姓名 学年第学期时间一节次 课程名称 物理化学 授课专业及层次 药学、制药工程等 授课内容 热力学第一定律（二） 学时数 掌握热力学基本概念和可逆过程的概念；熟悉热力学第一定律和培： 教学目的 了解功和热的简单计算 重点 热力学基本概念和可逆过程 难点 热力学基本税念和可逆过程 自学内容 s1概论 使用教具 多蝶体 相关学科知识 数学、物理学知识 教学法 启发式，讨论式教学 讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页） 复习上次课所学内容，重点是气体的性质，了解热力学研究内容和方法。 第一章热力学第一定律 5分钟 S2热力学的基本概念 三、热力学平衡态 介绍热力学平衡态由热平衡、力平衡、相平衡、化学平衡四个平衡组成， 15分钟 四个平衡缺一不可。 四、状态函数与状态方程： 1、状态函数的定义和特点： 状态确定，状态函数确定 状态改变，状态函数不一定改变 变化只与始态 和终态有关， 与过程无关： 具有全微分的性质：循环过程值变为零。 四则运算是其它函数的函数。 (重点讲解状态函数的四个基本特点，引导学生准确理解) 20分钟 2、状态方程 简单介绍理想气体状态方程 五、过程与途径 讲解清楚过程与途径之间的关系 六、热和工h, 热和功的定义、符号以及功概念的延仲，了解广义的功的概念 讲解习题。 15分钟 §3热力学第一定律： 一、热力学能 15分钟 1、热力学能的定义、符号。 2、状态函数性质。 3、 表达以及数值的相对性

國山医先院 省级精品课程申报 讲授内容纲要、要求及时间分配（附页） 二、热力学第一定律 1、文字叙述（能量转化和守恒定律及第一类水动机不可能制造）。 20分钟 2、 数学表达式。 举例，领会能量守恒的实质。 §4可逆过程与体积功 20分钟 一、体积 讲解体积功公式的准导，引导学生通过推导掌握公式的使用条件和物理意义 、功与过程的关系： 1 气体的自由膨胀 、多次膨胀过程功与过程的关系 3、准静态过程 (重点讲解随者膨胀次数的变化对做功的影响，强调准静态过程的特点是每 次变化无限小，举例水蒸发或沙子流下，) 三、可逆过稻 1、定义 20分钟 2、特点 （重点讲解可逆过程的三个特点，其中关键是每一步变化都是无限小的，系 统和环境都能够回复到原状) §5烙 恒容热的结论 恒压热的结论 三、 1、状态函数的特点。 2、数值的相对性。 3 正确理解 其应用前提 15分钟 恒压条件下烙才等于过程的热效应，其它过程也有焓变但不等于热效应。 计算举例例题2。 复习本次课的主要内容 5分钟

网素山医学院 省级精品课程申报 教 案 姓名 学年第学期时间一节次 课程名称 物理化学 授课专业及层次 药学、制药工程等 授课内容 热力学第一定律（三） 热力学第二定律（一） 学时数 掌握热一律的应用以及化学热力学的相关计算；熟悉热容以及热，功的计算 数学目的 熟悉自发过程的特征 重点 热一律的应用以及化学热力学的相关计算 难 点 化学热力学的相关计算 自学内容 化学热力学部分 使用教具 多蝶体 相关学科知识 数学、物理学知识 教学法 启发式、讨论式教学 讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页） 复习上次课所学内容，重点是热力学基本概念和可逆过程、热力学第一定律。 5分钟 §6热容 一、 热容与热的计算： 进伦解例题。 10分钟 热容与温度之间的关系 恒容热和 恒压热的计算方法 (了解热容与温度之间的关系，举例说明恒容热和恒压热的计算方法，结 合习题举例说明，) 7热力学第一定律的应用： 、热力学第一定律应用于理想气体 1、 理想气体的和烙 理想气体的热力学能和焓与温度的关系 20分针 (重点讲解理想气体的热力学能和烙与温度的关系，了解焦耳实验) 2、理想气体的Cv与Cp之差 C p=C v+n R 推导过程 15分钟 3、 单原子、双原子理想气体 常用热容数值 4、理想气体的绝热过程 ①过程方程式的推导 ②绝热过程的特点 分析压力 体积图 举例说明绝热可逆过程与恒温可逆过程的区别，讲解典型例题5

國山医先院 省级精品课程申报 讲授内容纲要、要求及时间分配（附页） 、热力学第一定律应用于实际气体： 1、节流膨胀： 20分钟 2、节流膨胀是恒过程 3、焦耳-汤姆逊系数： (讲解节流膨胀的实验装置，了解节流膨胀是恒焓过程，了解焦耳-汤姆逊系数 的应用) (布置自学化学热力学部分-一热化学基本概念，化学反应热效应的计算，重 点指出基尔霍夫公式的推导和应用) 练习：习题6、8 第二章热力学第二定律 §1自发过程的特征 自发过程具有方向的单一性和限度 白发的不可前性 自发过程具有对外作功的能力 (通过水的流动、热量传递、气体膨胀等实例的方向性、不可逆性、作功能 力等说明自发过程的基本特征，提醒学生要注重理解) §2热力学第二定律 克劳修斯说 15分钟 “热量由低温物体传给高温物体而不引起其它变化是不可能的 开尔文说法 “从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其它变化是不可能的” 三、第二类水动机不可能制造 (启发式教学，重点结合热机实例说明三种说法之间的等价性。Clausius 和Kelvin的两种表述实 ,假如热量可以由低温传给高温物体而 不引起 它变 可以完全变 而不引起其它变 在上述例子中， 如果可以无条件地将低温热源中的热传给高温热源，则整个过程是高温热源 中的热完全转变为功（热没有消耗到低温处），并没有发生其它变化（气体的 状态没有变化)。Clausius的说法不成立的话，则Kelvin的说法也不能成立， 两种表术是一致的。) 四、其它的文字叙述 10分钟 热力学第二定律还有其它各种表述： 一定条件下，任何系统都自发地趋向平衡。 “孤立系统中自发过程趋向于熵增大。” “一切自发过程是不可逆的。” 这些表述都是等效的 反证法进行证明 复习本次课的主要内容。 5分钟

网秦山医学院 省级精品课程申报 教 案 姓名 学年第学期时间一节次 课程名称 物理化学 授课专业及层次 药学、制药工程等 授课内容 热力学第二定律（二） 学时数 掌握热力学第二定律的文字和数学表达式：熟悉卡诺循环和卡诺定理以 教学目的 及熵的定义和推导 重点 热力学第二定律\卡诺循环\熵 难 点 热力学第二定律\熵 自学内容 无 使用教具 多蝶体 相关学科知识 数学、物理知识 教学法 启发式，讨论式教学 讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页） 复习上次课所学内容，重点是热一律的应用以及化学热力学的相关计算：热容 5分钟 以及热、功的计算， 自发过程的特征。 卡诺循环 卡诺循环的组成 四个过程：分析特点 20分钟 等温可逆膨胀、 啪热可道膨胀 等温可逆压缩 绝热可逆压缩 卡诺循环的压力-体积图。 卡诺循环的热、功、热力学能 分别详细讲解各个过程热、功、热力学能的计算。 整个循环过程热、 功、热力学能的计算，注意结论 计算卡诺循环的效 15分钟 卡诺循环的结论 效率与工作物质无关。 效率取决于温差的毙响」 工作于相同高温热源和低温热源之间的所有热机中，可逆热机的工作效率 最高。反证法证明。 4 卡诺定理 卡诺定理的表述 1、卡诺热机效率最大 15分钟 热机效率与工作物质无关 (重点讲授使用反证法论证卡诺定理的思路)

國山医先院 省级精品课程申报 讲授内容纲要、要求及时间分配（附页） §5嫡 熵的导出 10分钟 1、`任意可逆循环的热温商之和为零。 详细推导 2、任意可逆过程的热温商与逸径无关。 详细推导 3、熵的定义和性质 定义式和使用前提 20分钟 (重点调只有可逆过程的热温商才是嫡，不可逆过程也有熵变但不等于热 温商) 热力学第二定律的数学表达式一克劳修斯不等式 1、不可逆过程的热温商 详细推导：任意不可逆循环的热温商之和小于零 2、克劳修斯不等式 克劳修斯不等式的推导 不等号的意义 (重点讲授克劳修斯不等式的应用和物理意义) 三、痛增顶理 20分钟 1、内容 文字表达和数学表达式 2、使用条件：绝热过程或孤立系统 3、大孤立系统 (重点是系统和环境各自熵值的计算方法，注意符号。举例计算) S6恼恋的计算 根据熵的定义， 讲解 熵变计算的思路 可逆过程直接计算：不可逆过程要设计出可逆途径进行计算。 ·、等温过程中熵变的计算 20分钟 1、理想气体的等温过程 推导，结合例题 讲解例题 2、相变化过程 可逆相变和不可逆相变 讲解例题 3、理想气体混合过程 进解例膜 (重点是通过例题1、2、3练习相关计算方法。) 20分钟 复习本次课的主要内容。 5分钟

网秦山医学院 省级精品课程申报 教 案 姓名 学年第学期时间 节次 课程名称 物理化学 授误专业及层次 药学、制药工程等 授课内容 热力学第二定律（三） 学时数 掌提△S和△G的相关计算以及热力学函数间关系；掌握△S、△A和△G 教学目的 判据，熟悉状态函数的特点和熵的物理意义 重点 △S和△G的相关计算以及热力学函数间关系；△S.△A和△G判据 难点 热力学函数间关系；△S、△A和△G判据 自学内容 §7熵的物理意义 使用教具 多蝶体 相关学科知识 数学、物理学知识 教学法 启发式，讨论式教学 讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页） 复习上次课所学内容，重点是热力学第二定律的文字和数学表达式：卡诺循环 和卡诺定理以及熵的定义和推导 5分钟 §6熵变的计算 根据熵的定义，讲解变计算的思路 可逆过程直接计算：不可逆过程要设计出可逆逸径进行计算。 二、等温过程中熵变的计算 1、理想气体的等温过程 10分钟 推导，结合例题 2、相变化过程 可逆相变和不可逆相变 3、理想气体混合过程 (重点是通过例题1、2、3练习相关计算方法。) 三变温过程嫡变的计算 20分钟 1、 箱单变温过程 等容过程和等压过程 准导并讲解例题 2 复杂变温过程 绝热过程和PVT全变的过程 (重点通过讲解例题5、例题6。练习多步途径的设计思路，熟悉相变过 程熵变计算的综合方法。) S9A和G 热力学第 定律、第二定律联合表达式 (重点推导联合表达式的微分形式) 5分钟

國山医先院 省级精品课程申报 讲授内容纲要、要求及时间分配（附页） 亥姻霍兹能Helmhotz free energy 10分钟 1、定 2、判据： 恒温封闭系：-F≥5 3、最小A原理：principle of minimization of Helmholtz energy 封闭系统，恒温恒容，不作非体积功，F减少的过程为自发，进行到△0， 平衡 吉布斯能Gibbs free energy: 1、定义 G=U+PV-TS 2、判据：恒温恒压封闭系：-G≥5W1 3、最小G原理：principle of minimization of Gibbs energy 封闭系，恒温恒压，不作非体积功，G减少的过程为自发，进行到△G=0平 衡为止。 20分 §10△G计算 根据吉布斯能的定义，讲解吉布斯能变计算的思路：可逆过程直接计算：不 可逆过程要设计出可逆途径进行计算。 理想气体等温过程中△G (重点讲解纯净理想气体和理想气体混合过程计算方法。) 相变过程△G计算 1. 等温等压条件下可逆相变过程 ii. 等温等压条件下不可逆相变过程 (重点通过讲解例题9、例题10。熟悉多步途径的设计思路。) 1、化学变化的△G 2、吉布斯-亥姆霍兹方程： 1V, 应用 (讲解课本例题)》 §11热力学函数间的关系 15分钟 ,热力学基本关系式 Tds-Pdv dH TdS +Vdp dA =-SdT PdV. dG =SdT VdP. 麦克斯韦关系式 2=f(x、y)则：[3(32/3 ,/3y=[8(37/3y)/3x] ①→→dU=(3u/3s),Tds+(3u/3v),dW (3u/3s） =T (3u/3v)=-P [3(3U/3S)/3V]s=[3(3U/3V)s/3S 即： [3T/3V]s=-[3P/3S],① 同理可得②^④通称为Maxwel1 s Relations 15分钟 (重点是推导的思路，通过例题12、13介绍公式的应用。) 3、 △G与温度的关系 G/Tg-△G/T=△H(1/T-1/T） (重点通过讲解例题15、例题16，熟悉计算思路。) 5分钟 复习本次课的主要内容