本書是根據環境科學相關專業教學改革的形勢和要求以及“教育部高等學校理科化學編審委員會”的有關文件和精神進行組織編寫的。全書重點闡述了物理化學的基礎概念和基本理論，內容包括緒論，熱力學定律，熱力學第二定律，化學平衡，溶液，相平衡，電化學基礎，化學動力學基礎，界面化學等。書中編入部分例題，便于讀者鞏固和理解所學知識，提高解題能力和應用能力；每章末列有習題，供讀者練習。
本書可作為環境科學與工程、化學工程及相關專業的本科生、研究生教材或教學參考書，也可供環境安全、化學工程等領域的工程技術人員、科員人員和管理人員參考。
當前，國內外大多數高校將化學專業使用的“物理化學”教材直接為環境類本科學生使用，使得學生感覺公式太多、內容難理解，尤其在相對較少的授課時間里難于接受該課程的內容。因此編寫的本《物理化學》對環境專業特點，對物理化學的化學基本理論和基本公式對教材內容進行了改編；對環境專業本科階段使用較少的理論和公式進行了簡化。并確保可以從熱力學和動力學基本原理詮釋物理化學的宏觀物理量及規律性，使其成為一本“簡單易學”的環境類專業使用的物理化學教材。
《物理化學》內容包括緒論、熱力學定律、化學平衡、溶液、相平衡、電化學基礎、化學動力學基礎、界面化學等，可作為環境科學與工程、化學工程及相關專業的本科生、研究生教材或教學參考書，也供環境安全、化學工程等領域的工程技術人員、科員人員和管理人員參考。
本書是根據環境科學相關專業教學改革的形勢和要求以及“教育部高等學校理科化學編審委員會”的有關文件和精神進行組織編寫的。
20世紀以來，環境科學越來越受到全世界的關注并取得了輝煌的成就。在環境科學的發展歷程中，化學成為環境科學持續發展的重要基礎學科。物理化學作為化學學科中的一個重要分支，承擔著建立化學科學基礎理論的重要任務。物理化學課在環境類專業人才培養過程中發揮著極其重要的作用，面臨著巨大的機遇和挑戰。
當前，國內外大多數高校將化學專業使用的“物理化學”教材直接為環境類本科學生使用，使得學生感覺公式太多、內容難理解，尤其在相對較少的授課時間里難于接受該課程的內容。因此本書針對環境專業特點，對物理化學的化學基本理論和基本公式等教材內容進行了改編；對環境專業本科階段使用較少的理論和公式進行了簡化。并確保可以從熱力學和動力學基本原理詮釋物理化學的宏觀物理量及規律性，使其成為一本“簡單易學”的環境類專業使用的物理化學教材。
本書的編寫主旨是力求把基本概念、基本定理和基本公式敘述完整、確切且透徹，使整個理論系統脈絡清晰，宏觀理論與微觀理論并重啟發讀者的創新思維和創新能力。本書各章通過安排適量的習題，有利于學生對所學知識和教學內容的理解。其中所用的物理化學單位均采用國際單位制(SI)。本書是筆者在參閱了近年來國內外有關物理化學的新科研和教學成果，并根據筆者為環境科學專業講授《物理化學》十幾年的教學經驗編寫成的。
本書的編寫是“山西省特色專業建設項目”的成果，是在太原科技大學環境科學教研室的全體教師努力下完成的。本書共九章，由丁慶偉任主編，劉曉娜、王婷任副主編，其中章、第九章由錢天偉執筆，第七章由劉曉娜執筆，第八章由王婷執筆，其余各章由丁慶偉執筆；全書后由丁慶偉統稿、定稿。
限于編者水平和時間，書中疏漏和不當之處在所難免，望讀者不吝指正，以便再版時修改和提高。
編者
2016年6月
丁慶偉：太原科技大學環境與安全學院，副教授，教務處處長，丁慶偉畢業于山西大學應用化學專業，從2001年9月至今承擔環境科學和環境工程專業的《物理化學》課程的教學任務，結合本課程中熱力學和動力學等知識進行的研究，參加重點科研項目4項，以首位負責人承擔省級課題2項。發表相關論文10余篇，其中SCI收錄2篇，EI收錄3篇。
第1章緒論1
1.1物理化學的學科概念及作用1
1.2物理化學研究的目的和內容2
1.3物理化學的研究方法3
1.4物理化學學習的要求和方法5
第2章熱力學第一定律6
2.1概論6
2.2基本概念和術語7
2.3熱力學第零定律和熱平衡10
2.4熱力學第一定律10
2.5功與過程12
2.6焓15
2.7熱容17
2.8熱力學第一定律對理想氣體的應用18
2.9熱化學24
2.10幾種熱效應28
2.11反應熱與反應溫度的關系——基爾霍夫定律29
習題31
第3章熱力學第二定律33
3.1自發過程33
3.2熱力學第二定律的經典表述35
3.3卡諾定理35
3.4熵的概念39
3.5克勞修斯(Clausius)不等式與熵增加原理41
3.6熵變的計算43
3.7亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能49
3.8用A和G判斷過程的方向性51
3.9ΔG的計算53
3.10熱力學函數間的重要關系式57
3.11單組分系統兩相平衡—克克(ClausiusClapayron)方程61
3.12多組分單相系統的熱力學——偏摩爾量63
3.13化學勢65
3.14熱力學第三定律——規定熵的計算70
習題71
第4章化學平衡76
4.1可逆化學反應76
4.2化學反應的平衡條件和平衡常數77
4.3平衡常數的影響因素及計算82
4.4多相化學平衡88
4.5平衡常數的組合89
4.6近似計算90
習題91
第5章溶液94
5.1引言94
5.2多組分系統的組成表示法94
5.3稀溶液中的兩個經驗定律96
5.4理想液態混合物99
5.5稀溶液及其組分化學勢103
5.6不揮發性溶質稀溶液的依數性106
5.7非理想溶液110
習題111
第6章相平衡113
6.1引言113
6.2相律及其熱力學推導115
6.3單組分系統的相平衡117
6.4二組分系統的相圖及其應用119
習題135
第7章電化學基礎138
7.1電解質溶液139
7.2可逆電池電動勢及其應用149
7.3電解與極化164
習題167
第8章化學動力學基礎170
8.1化學動力學的目的和任務170
8.2化學反應速率171
8.3化學反應的速率方程172
8.4具有簡單級數的反應174
8.5反應級數的測定178
8.6幾種典型的復雜反應182
8.7溫度對反應速率的影響186
8.9鏈反應190
習題193
第9章界面化學196
9.1基本概念196
9.2表面吉布斯自由能和表面張力197
9.3彎曲表面的附加壓力和蒸氣壓201
9.4液相界面的性質205
9.5固體表面的吸附209
9.6表面活性劑及其作用215
習題218
附錄物理化學常用數據表222
附錄一國際原子量表222
附錄二國際單位制中具有專用名稱導出單位223
附錄三國際單位制的基本單位223
附錄四用于構成十進倍數和分數單位的詞頭224
附錄五不同溫度下水的表面張力γ224
附錄六甘汞電極的電極電勢與溫度的關系224
附錄七一些常見物質的標準摩爾生成焓、標準摩爾生成吉布斯函數、標準摩爾熵和摩爾熱容(100kPa)224
附錄八標準電極電勢(298.16K)226
參考文獻229
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