淺談如何記憶物理化學課程熱力學基本方程及其衍生公式

安會琴++賀曉凌++王麗麗++嚴峰

【摘 要】熱力學作為物理化學課程的組成部分之一，在該課程中具有舉足輕重的作用。熱力學部分涉及公式較多，推導過程也較為抽象繁瑣，記憶起來相對困難。本文針對熱力學基本方程及其衍生公式，闡述其記憶技巧。

物理化學課程作為工科院校中材料、應化、環(huán)境、制藥與化工等專業(yè)的一門必修專業(yè)課程，在本科教學中具有舉足輕重的作用。熱力學作為這門課程的重要組成部分之一，具有推導過程繁瑣、公式多、抽象等特點，學生學習記憶起來有一定實際困難。要學好熱力學部分，不僅要求學生對相關理論具有透徹的理解，而且更需要學生掌握記憶技巧。本文針對熱力學基本方程及其衍生公式，闡述其記憶技巧。

【關鍵詞】物理化學；熱力學基本方程；記憶技巧

1.熱力學基本方程記憶技巧

物理化學課程熱力學部分主要涉及五個狀態(tài)函數(shù)：U（熱力學能）、H（焓）、S（熵）、A（亥姆霍茲函數(shù)）、G（吉布斯函數(shù)）。這五個狀態(tài)函數(shù)具有一個共性即不能通過實驗直接測定。而可通過實驗直接測定的函數(shù)有p（壓力）、T（溫度）、V（體積）等。熱力學基本方程即是描述實驗可測變量與不可測變量之間的函數(shù)式。推導出的四個熱力學基本方程為：dU = TdS – pdV；dH = TdS + Vdp；dA = – SdT – pdV；dG = – SdT + Vdp。根據(jù)這四個熱力學基本方程還可以衍生出一階偏導數(shù)關系式、麥克斯韋關系式及循環(huán)公式等。因此，對于學生而言，記住這四個熱力學基本方程至關主要。顯然，強制地生硬記憶是很容易事倍功半的，那么如何對這幾個公式快速記憶呢？觀察四個熱力學基本方程，可以總結得到三個特征，首先，T和S為一對組合，p和V是一對組合。其次，T作為常量，S則為變量，S作為常量，T則為變量，p和V亦是如此，且S和p為常量時，前面須加負號。第三，第一和第二個、第三和第四個熱力學方程的前半部分相同，第一和第三個、第二和第四個熱力學方程的后半部分相同。根據(jù)以上特征，記憶熱力學方程則變得較為簡單快速。

2.U，H，A，G的一階偏導數(shù)關系式記憶技巧

4.結束語

熱力學作為物理化學課程的組成部分之一，在該課程中具有舉足輕重的作用。本文針對熱力學部分推導過程繁瑣、公式多、抽象等特點，以熱力學基本方程及其衍生公式為例，闡述其記憶技巧，以提高學生記憶效率。