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《物理化学_第2章_多组分多相系统热力学.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第二章多组分多相系统热力学1多组分系统多组分多相系统多组分单相系统由两种或两种以上物质以分子大小的粒子，相互均匀混合而成的均匀系统多组分单相系统混合物气态混合物液态混合物固态混合物液态溶液固态溶液溶液电解质溶液非电解质溶液理想稀溶液真实溶液理想混合物真实混合物2混合物当对均匀系统中各组分（B,C,D）均选用同样的标准态和同样的方法加以研究时，称之为混合物。溶液当将均匀系统中的组分区分为溶剂（A）和溶质（B），而对二者选用不同的标准态和不同的方法加以研究时，称之为溶液。3？问题的提出在T，p一定时，B物质C物质混合前：混合后：混合后：§
2、2-1偏摩尔量与化学势热力学封闭系统中组分相对含量发生变化时如：100g乙醇水溶液41.偏摩尔量（1）偏摩尔量的定义体系的状态函数中V,U,H,S,A,G等是广度性质，与物质的量有关。假设由物质B组成的单组分系统的物质的量为nB,则各摩尔热力学函数值的定义式分别为：偏摩尔体积：偏摩尔热力学能：偏摩尔焓：偏摩尔熵：偏摩尔Helmholtz自由能：偏摩尔Gibbs自由能：5以X代表V,U,H,S,A,G这些广度性质，对多组分单相系统X＝f(T，p，nB，nC，……)6定义称为物质B的某种广度性质X的偏摩尔量7偏摩尔量的物理含义：在温度、压力和
3、除B物质以外的其他组分保持不变的条件下，加入微量的B，即dnB，引起系统广度性质的状态函数X随组分B的物质的量的变化dX的变化率(dX/dnB)。注意：1.只有广度性质才有偏摩尔量；2.等温、等压；4.纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量(V*m,B)。3.偏摩尔量是强度性质,是针对某一组分而言，都是T,p及组成的函数；8偏摩尔体积：偏摩尔焓：偏摩尔熵：偏摩尔热力学能：偏摩尔Gibbs自由能：偏摩尔Helmholtz自由能：组分B的偏摩尔量有T、P、组成的函数9（2）偏摩尔量的集合公式根据偏摩尔量的定义，在等温、等压时，在温度、压力恒定条件下
4、多组分单相系统的广度性质的状态函数X等于该系统各组分的偏摩尔量与物质的量nB的乘积之和。10写成一般式，11偏摩尔量的求算：a:分析法(习题2-1)；b：图解法；(下例）c:截距法(略）例如：系统只有两个组分，其物质的量和偏摩尔体积分别为nB，VB和nC，VC，则系统的总体积为：0nBV固定nC,不断加入B的情况。固定nc12（3）Gibbs-Duhem公式在等温、等压时，两边同除以n总Gibbs-Duhem方程各组分的偏摩尔量的变化彼此相关13（4）偏摩尔量之间的函数关系将热力学公式中的广度性质改为偏摩尔量，例如：142.化学势（1）
5、化学势的定义各偏摩尔量中，以偏摩尔吉布斯函数GB最为重要，又称为化学势，用符号表示。保持温度、压力和除B以外的其他组分不变，体系的Gibbs自由能随nB的变化率称为化学势。化学势即为偏摩尔Gibbs自由能化学势在判断相变化和化学变化的方向和限度方面有重要作用!15（2）多组分单相系统的热力学公式对混合物中的B组分：16对混合物：G=U+pV-TSdG=dU+pdV+vdp-TdS-SdT=-SdT+Vdp+∑mBdnBdU=TdS-pdV+∑mBdnB1718广义定义：保持特征变量和除B以外的其他组分不变，某热力学函数随其物质的量nB的变
6、化率称为化学势。19封闭系统多组分单相非体积功为零20（3）多组分多相系统的热力学公式多组分单相系统2122适用于多组分多相非体积功为零的系统23通常情况下，SB>0，所以T↑，μ↓（4）化学势的影响因素A.化学势与温度的关系=SB少数离子的SB＜024通常情况下，VB>0，所以p↑，μ↑。B.化学势与压力的关系（参见等温方程）253.化学势判据（1）过程自发性的熵判据（2）过程自发性的Gibbs判据恒温,恒压下,系统内部发生相变化或化学变化时，2627化学势从高到低的变化是自发过程284.多组分系统组成的表示 及物质的标准态（1）多组分
7、系统组成的表示（a）物质B的摩尔分数（molarfraction）29（b）物质B的质量分数（weightfraction）（c）物质B的物质的量浓度（volu.molarity）（d）物质B的质量摩尔浓度（massmolarity）30（1）物质的标准态气体物质的标准态某温度、标准压力下，具有理想气体行为的纯气体的状态，这是一个假想态。液体、固体物质的标准态某温度、标准压力下的纯液体或纯固体的状态。311.纯理想气体2.混合理想气体3.纯真实气体4.混合真实气体§2-2气体组分的化学势32纯理想气体无绝对值选标准态标准态B物质，纯物质,
8、理想气体某一压力下的化学势(1)纯理想气体的化学势perfectgas3334这是纯理想气体化学势的表达式，系T，p的函数。是温度为T，压力为标准压力时理想气体的化学势，这个状态就是气体的标准
