多相多组分系统热力学1

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1、第二章多相多组分系统热力学(2)主讲：刘辉化学与材料科学学院主要内容§2.1均相多组分系统热力学1§2.2气体热力学2§2.3多组分气—液平衡系统热力学3§2.4Gibbs相律4§2.7三组分系统的相平衡7§2.6两组分系统的相图6§2.5单组分系统的相图5www.themegallery.comLOGO五化学势与温度、压力的关系1化学势与压力的关系www.themegallery.comLOGO2化学势与温度的关系说明：www.themegallery.comLOGO代入www.themegallery.comLOGO§2.2气体热力学一、理想气体系统纯理想气体等温条件下

2、1纯理想气体化学势表达式www.themegallery.comLOGO积分上式www.themegallery.comLOGO不可计算大小可以计算选取一个标准态标准态：选取该理想气体在相同温度T及压力pө(100kpa)下的状态为标准状态。标准态的化学势用表示。理想气体化学势的表达式www.themegallery.comLOGO应用：比较某理想气体在温度T压力分别为p1和p2时化学势的大小。可见：当p2＞p1时，μ2＞μ1www.themegallery.comLOGO2理想气体混合物对理想气体混合物中的某组分B，可被视为其单独占有体积V总，压力为pB的纯理想气体。理想气体混合物中组

3、分B的化学势表达式为：标准态化学势标准态：在温度T，标准压力下的纯理想气体B的状态。www.themegallery.comLOGO3理想气体等温等压混合过程的热力学多种纯理想气体在等T，p下的混合过程各状态函数的改变值.T,p,nAA气体T,p,nDD气体T,p,nA+nDA和D混合气体www.themegallery.comLOGO①Gibbs自由能的改变值T,p,nAA气体T,p,nDD气体T,p,nA+nDA和D混合气体www.themegallery.comLOGO①Gibbs自由能的改变值T,p,nAA气体T,p,nBB气体T,p,nA+nBA和B混合气体因为xB＜1，ΔGT

4、,p＜0,所以理想气体等温等压混合过程是自发过程。www.themegallery.comLOGO②体积效应www.themegallery.comLOGO③熵变与焓变二、纯实际气体系统原则上可以由出发，将Vm关系式代入积分。校正压力T,p,nAA气体T,p,nBB气体T,p,nA+nBA和B混合气体www.themegallery.comLOGO二、纯实际气体系统标准态：与研究气体相同温度、压力为pө且服从理想气体状态方程的纯气体的状态。标准态化学势www.themegallery.comLOGO四实际气体混合物表示标准态的化学势，它是温度T，压力下服从理想气体行为的纯气体B的状态。w

5、ww.themegallery.comLOGO§2.3多组分气—液平衡系统热力学说明：本节涵盖了教材中p75——液、固相化学势和§2.4中有关化学势的表达式的相关内容。一、纯液体、固体的化学势p75纯液体温度一定时，(1)从热力学函数基本关系式出发推导化学势的表达式www.themegallery.comLOGO标准态化学势标准态：温度为T，压力为pө的纯液体B的状态，用表示。固体液体www.themegallery.comLOGO(2)从相平衡的基本条件出发描述液体和固体的化学势定Tglp*定Tgsp*www.themegallery.comLOGO二、液态多组分系统中个各组分的化学

6、势的表达式p81相平衡条件混合理想气体②①对纯液体B而言gyBlxBpwww.themegallery.comLOGO②①①-②得www.themegallery.comLOGO前已推出代入下式中当温度不是很高，压力p与pө偏差不是很大时，可忽略液态多组分系统中组分B的化学势的表达式通式www.themegallery.comLOGO三、稀溶液中的两个经验定律1.拉乌尔定律（Raoult’sLaw）1887年，法国化学家Raoult研究稀溶液的性质时从实验中归纳出一个经验定律。定温下，在稀溶液中，溶剂的蒸气压等于纯溶剂蒸气压乘以溶液中溶剂的物质的量分数，用公式表示为：www.themeg

7、allery.comLOGO2.亨利定律（Henry’sLaw）在一定温度和平衡状态下，气体B在液体里的溶解度（用物质的量分数xB表示）与该气体的平衡分压pB成正比。式中称为亨利定律常数，其数值与温度、压力、溶剂和溶质的性质有关。三、稀溶液中的两个经验定律推广：对于挥发性溶质而言，其在气相中的蒸气分压与其在液相中的浓度成正比。www.themegallery.comLOGO使用亨利定律应注意：(1)式中pB为B气体的分压。对于混合气