物理化学里面各种偏微分有什么用?
1、对象不同
偏微分是对函数方程中的一个未知数求导。
微分是对函数方程中的所有未知数求导。
2、符号不同
在求偏微分时求导符号须变成∂。
而在求微分时符号为d。
扩展资料:
偏微分方程中二阶线性与非线性偏微分方程始终是重要的研究对象。
这类方程通常划分成椭圆型、双曲型与抛物型三类,围绕这三类方程所建立和讨论的基本问题是各种边值问题、初值问题与混合问题之解的存在性、唯一性、稳定性及渐近性等性质以及求解方法。
近代物理学、力学及工程技术的发展产生出许多新的非线性问题,它们常常导引出除上述方程之外的称为混合型方程、退化型方程及高阶偏微分方程等有关问题,这些问题通常十分复杂具有较大的难度,至今为止,一直是重要的研究课题。
对于偏微分方程问题的讨论和解决,往往需要应用泛函分析、代数与拓扑学、微分几何学等其它数学分支的理论和方法。另一方面,由于电子计算机的迅速发展,使得各种方程均可数值求解,并且揭示了许多重要事实,因此,数值解法的研究,在已取得许多重要成果的基础上,将会有更快地发展。
参考资料来源:百度百科-微分
参考资料来源:百度百科-偏微分方程
1、化学物理学(Chemical physics)是研究化学领域中物理学问题的科学,是化学和物理学交叉产生的边缘学科,有时可称作理论化学(theoretical chemistry)。化学物理的研究偏重数学、物理方面,主要以理论物理学中的量子力学、分析力学、统计力学、原子分子物理学为研究工具研究化学反应过程、物质结构中的本质问题。以理论物理理论建立模型后,使用数学工具(常牵涉的数学领域有偏微分方程、数值分析、复变函数、泛函分析、群论等)进行定量描述,再编写程序进行计算机模拟研究问题。
2、化学物理学的主要研究内容包括 :
(1)原子和分子波函数理论,量子力学与量子化学理论方法;
(2)原子和分子光谱学;
(3)分子反应动力学及碰撞过程,势能面构造;
(4)液体结构的全部领域;
(5)高分子聚合物的物理学与动力学过程模拟;
(6)复杂系统的统计力学;
(7)固体的结构与性能的物理学;
(8)利用激光研究物性、激光的工作机制;
(9)平衡态及非平衡态的热力学;
(10)团簇、超分子、复杂离子的动力学。
第一、在物理化学中,微分方程无处不在,从热力学公式到动力学公式,它们的推导过程都离不开微分的帮忙,正式有了微分这个强有力的后盾,才让物理化学的发展更加的顺利,无形中推动着物理化学的发展。细看物理化学的内容,与微分方程及其相关的应用案例数不胜数对于多组分系统,另一个重要的物理量就是化学势(Chemical potential),由于实际所遇到的系统常常会有质量或各组分含量的变化,为了处理敞开系统或组成发生变化的封闭系统的热力学关系式。Gibbs和Lewis引进了化学势的概念。当某均相系统含有不止一种物质时,它的任何性质都是系统中各物质的量以及p,V,T,U等热力学函数中任意两个独立变量的函数,在四个基本公式中均应增加变量。
第二、客观世界的物理量一般是随时间和空间位置而变化的,因而可以表达为时间坐标t和空间坐标。由若干个偏微分方程所构成的等式组就称为偏微分方程组,其未知函数也可以是若干个。当方程的个数超过未知函数的个数时,就称这偏微分方程组为超定的;当方程的个数少于未知函数的个数时,就称为欠定。如果一个偏微分方程(组)关于所有的未知函数及其导数都是线性的,则称为线性偏微分方程(组)。否则,称为非线性偏微分方程(组)。在非线性偏微分方程(组)中,如果对未知函数的最高阶导数来说是线性的,那么就称为拟线性偏微分方程(组)。
第三、偏微分方程理论研究一个方程(组)是否有满足某些补充条件的解(解的存在性),有多少个解(解的惟一性或自由度),解的各种性质以及求解方法等等,并且还要尽可能地用偏微分方程来解释和预见自然现象以及把它用之于各门科学和工程技术。偏微分方程理论的形成和发展都与物理学和其他自然科学的发展密切相关,并彼此促进和推动。其他数学分支,如分析学、几何学、代数学、拓扑学等理论的发展也都给予偏微分方程以深刻的影响。
随着物理科学所研究的现象在广度和深度两方面的扩展,偏微分方程的应用范围更广泛。从数学自身的角度看,偏微分方程的求解促使数学在函数论、变分法、级数展开、常微分方程、代数、微分几何等各方面进行发展。从这个角度说,偏微分方程变成了数学的中心。应该指出,偏微分方程的定解虽然有以上各种解法,但是我们不能忽视由于某些原因有许多定解问题是不能严格解出的,只可以用近似方法求出满足实际需要的近似程度的近似解,这些问题广泛的应用了微积分。
对于所有可能的物理现象用某些多个变量的函数表示,只能是理想化的,如介质的密度,实际上“在一点”的密度是不存在的。而我们把在一点的密度看作是物质的质量和体积的比当体积无限缩小的时候的极限,这就是理想化的。介质的温度也是这样。这样就产生了研究某些物理现象的理想了的多个变量的函数方程,这种方程就是偏微分方程。近代物理学、力学及工程技术的发展产生出许多新的非线性问题,它们常常导引出除上述方程之外的称为混合型方程、退化型方程及高阶偏微分方程等有关问题,这些问题通常十分复杂具有较大的难度,至今为止,一直是重要的研究课题。
物理化学中的广度量有哪些
广度量,又称广度性质,或容量性质,指的是其数值与体系的数量成正比,具有加和性,数学上要求是一次齐函数.常见的有:体积V,质量m,熵S,内能U,焓H,吉布斯函数G,亥姆霍兹函数A,热容C,化学势μ,配分函数q.基本就这些了,不常见的估计你也用不上....
关于物理化学中的积分问题!!这个是怎么积分得到的??在线等!!!_百度知...
右边先对T做积分,再乘以T就行了。因为左边只做了一次偏微分。
化学势是什么?
化学势表示成分变化对能量变化的影响,描述了系统发生交换时的“粒子的可获得性”,如果化学势在两个系统中相等,系统就不存在交换。化学势对解决多相平衡非常有利,对于纯组分系统,化学势就等于纯态时摩尔吉布斯自由能;混合系统就是其偏摩尔量。也就是说同样状态下,纯组分系统比混合系统的化学势高,...
物理化学实验误差分为哪三类
系统误差、偶然误差、过失误差是物理化学实验中常见的误差类型。系统误差是由于实验方法、仪器设备的不完善或者实验者的主观因素等导致的,它使得测量值整体偏离真值,具有固定的倾向。偶然误差是由于实验条件的不稳定、环境因素的微小变化或者操作过程中的偶然失误等引起的,它使得测量值在多次实验中随机波动,...
求化学里的不定积分
1、图片上的方程是薛定谔方程 schrodinger equation,它是一个偏微分方程;.2、从数学角度来看,似乎要解一个偏微分方程;从量子力学、物理化学的角度来看,仅仅只是求导而已;把能量算符对波函数 wave function 的求导,得到的系数,就是能量。.3、由于两边都是线性关系,波函数,无论乘以什么样的非零...
物理化学热力学问题
ΔH1是因为恒压过程,Qp=ΔH,且为绝热过程Q=0。ΔH2我只知道我也想知道为什么,委屈巴巴
微分方程
微分方程的解释 微分方程是数学的一个重要分支,主要研究含有未知函数及其导数的方程。这类方程广泛存在于物理、化学、工程、生物等领域,用于描述各种现象的变化规律。微分方程的基本思想是通过建立未知函数与其导数之间的关系,来寻找满足特定条件的函数解。下面详细介绍微分方程的相关概念和应用。一、微分方程...
物理化学热力学能问题
学过高数吧 这是全微分的形式 括号里是偏微分 下标是恒压恒温
[物理化学]关于用麦克斯韦方程组求解一道证明题时遇到的两个小问题...
首先你要搞清楚括号的下标,下标应该是指不变无关的数值,比如第一条式子黑的为什么变成红的,其实没有什么推导过程,把黑的式子两边对V偏微分就得到红的式子。不理解的话你大概是没搞清楚偏微分的含义。偏微分和微分的区别就是两个或多个自变量里只对一个求导的意思,就像y=5x你对x求导是y'=5...
物理化学,为什么不是状态函数就不能求全微分
一个状态函数值,可能取决于很多个因素, 这些因素就是变量。所有的变量综合考虑时,就是全微分,是多重因素的牵连变化率;对某个变量考虑时,就是偏微分,是单个变量所引起的牵连变化率
牟隶仙林: 很多物理问题都是非线性问题,引入微分可以将其在微观状态变成线性问题,方便处理.例如,匀加速直线运动微分后,dt时间内速度变化可忽略,一个匀速直线问题.为了将微分的结果求解宏观问题,就用到积分了.
沙坪坝区18511703941: 力学单元体中推导用的为什么全是偏微分? - ?
牟隶仙林: 因为,力学中的偏微分方程研究具有重要的理论意义,同时又具有很高的应用价值.(1)证明了在满足零条件时,以线性弹性动力学方程组为主部,非线性项含有u的一次幂时拟线性双曲型方程组Cauchy问题的解整体存在.(2)证明了在满足零条件时,以线性弹性动力学方程组为主部,非线性项含有u的二次幂且具散度型的拟线性双曲型方程组Cauchy问题的解整体存在.(3)讨论了以线性弹性动力学方程组为主部,非线性项含u的一阶导数项的拟线性双曲型方程组Cauchy问题,给出了新的零条件并证明了其解的整体存在性.(4)由三维弹性动力学方程组出发,利用渐近分析的方法,得到了二维的变厚度的线性弹性动力学扁壳模型.
沙坪坝区18511703941: 偏微分方程及其应用.这个学科怎么样 - ?
牟隶仙林: 偏微分方程还是挺有用的 我们在研究生时也有这门课 有的偏微分方程只能得到其近似解 很多时候应用在实验数据的处理上 用来得到实验的结论
沙坪坝区18511703941: 物理化学中对公式结论推导为什么要引入微积分.有什么用?我不懂为什么研究推导过程中要引入微分概念、又为什么要对一些已微分式进行积分!做科学每一... - ?
牟隶仙林:[答案] 很多物理问题都是非线性问题,引入微分可以将其在微观状态变成线性问题,方便处理.例如,匀加速直线运动微分后,dt时间内速度变化可忽略,一个匀速直线问题. 为了将微分的结果求解宏观问题,就用到积分了.
沙坪坝区18511703941: 微分几何在物理上有什么用 - ?
牟隶仙林: 比如计算运动轨迹的曲率,挠率,长度,又比如计算非欧空间的度规张量等,都需要用到微分几何知识.要想学好物理,微分几何是必备的数学工具.
沙坪坝区18511703941: 为什么温度越低而化学势更高 - ?
牟隶仙林: 越低越稳定,一个物质会2113从化学势高的相态向5261低的相态转化. 化学4102势:化学势就是吉布斯自1653由能对成分的偏微分,化学势又称为偏摩尔势能.偏摩尔量都是系统的强度性质,强度性质在物理化学中常写成偏微商的形式. 物...
沙坪坝区18511703941: 物理化学中的逸度和逸度因子,活度和活度因子 - ?
牟隶仙林: 之前讲到的都是理想气体,理想液态混合物.后面分别讲到了非理想气,液,分别引入了逸度与活度,用来求解实际情况的化学势.逸度可以看做是对压力进行了校正,活度可以看做液态某组分逸度比上标准态的逸度,活度为实力组分摩尔分数与理想液态混合物的偏差,及对摩尔分数进行了校正,活度和活度因子量纲为一
沙坪坝区18511703941: 微积分在物理中的应用有哪些??
牟隶仙林: 很多嘛,比如根据物体的运动方程算它在任意时刻的速度、加速度、位移,算电流的强度等,几乎只要有方程式的地方只要物理量的变化不是很有规律就可以用
沙坪坝区18511703941: 物理或化学方程为什么往往是偏微分方程 - ?
牟隶仙林: 1、也不是了 2、什么难度的方程都可能有 3、例如,中学可能会接触到一次方程,正比例发函数等非常简单的,物理里的路程等于速度乘以时间:S=vt 4、然后是稍难一些的二次方程,圆周运动,匀加速直线运动等 5、再然后到了大学,就要学微积分了,解决的问题难度当然要提高了 6、难不成大学会学比小学还简单的方程?
沙坪坝区18511703941: 1.偏微分方程中的初始条件与常微分方程的初始条件有何区别?常微分方程与偏微分方程在现实物理问题中都有很多应用,两者对象有何区别? - ?
牟隶仙林:[答案] 常微分方程的初始条件是某点(或某几点)的函数值,直观地说,就是函数的经过的点. 而偏微分方程的初始条件是某个变量取某个常数时的一个函数. 前者是数对,比如dy/dx=sinx+e^x,初始条件,y(0)=1,即函数过(0,1)点. 后者是某个函数:如dz/dx...