物理化学是化学的一个分支学科，它主要研究物质的物理性质以及这些性质与化学反应之间的关系。具体研究内容如下：

化学体系的宏观平衡性质

研究化学体系在不同状态下的平衡物理化学性质及其规律性，如气态、液态、固态、溶解态和高分散状态。

涉及热力学定律，包括能量守恒定律、熵的概念和绝对零度的性质。

化学体系的微观结构和性质

利用量子理论探讨原子和分子的结构、空间结构、表面相结构以及结构与物性之间的关系。

包括结构化学和量子化学等领域。

化学体系的动态性质

研究化学变化过程的速率和机理，包括反应速率、反应机理、催化剂的作用、光化学、电化学等现象。

其他相关研究领域

包括电化学、表面化学、光谱学等，研究物质的组成、结构和动态性质。

物理化学的研究成果广泛应用于材料科学、环境科学、能源开发、药物设计等领域。它运用物理学的原理和实验技术来研究化学现象的本质，特别是在分子和原子层面上的物质结构、性质以及变化规律。