多组分系统热力学课件.ppt

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1、一定量的组成不变的均相封闭系统简单物理变化过程问题：组成发生变化的均相系统或多相系统的性质如何？如何描述这种系统？200ºC,200kPa第二章多组分多相系统热力学++乙醇浓度wB%V醇cm3V水cm3V醇+V水cm3V醇+水cm3Vcm31012.6790.36103.3101.841.193038.0170.28108.29104.843.455063.3550.20113.55109.434.12第一，乙醇与水混合后所得溶液体积不等于混合前乙醇与水的体积之和；第二，100g溶液的体积与组成有关。一、偏摩尔量§2—1偏摩尔量与化学势1.定义：偏摩尔量（partialm

2、olarquantity）：物理意义：在温度、压力和组成不变的条件下，加入1molB对系统广度性质状态函数的贡献。或系统广度性质的状态函数X随组分B的物质的量的变化率。说明：第一：只有广度性质的状态函数才有偏摩尔量，强度性质的状态函数不存在偏摩尔量；第二：只有等温等压下系统的广度性质随某一组分的物质的量的变化率才能称为偏摩尔量；第三：偏摩尔量是强度性质的状态函数。第四：除T，P外，偏摩尔量还与系统的组成有关；多组分均相系统中组分B的一些偏摩尔量如下：VnBVB偏摩尔体积示意图偏摩尔量集合公式:2.偏摩尔量集合公式:当温度、压力恒定时：结论：在温度、压力恒定条件下,多组分均相

3、系统的广度性质的状态函数等于该系统各组分的偏摩尔量与物质的量的乘积之和。3.吉布斯—杜亥姆公式当温度、压力恒定时，吉布斯—杜亥姆（Gibbs-Duhem）公式例如：对由溶剂A和溶质B组成的二元溶液来说，4.偏摩尔量之间的函数关系前一章我们讨论的一些热力学关系式只适用于单组分均相系统，将其中的广度性质的状态函数换算成某一物质B的偏摩尔量，也适用于多组分均相系统。定义式：基本方程式：对应系数关系式：麦克斯韦关系式：例：由溶剂A和溶质B组成的二元溶液，溶剂A和溶质B的焓为：而溶液系统的总焓为：二、化学势（chemicalpotential）1.定义：化学势特性：a.物理意义：1m

4、ol该组分对溶液吉布斯函数的贡献；b.是强度性质的状态函数，与T,P及溶液的组成有关；c.集合公式：d.吉布斯—杜亥姆公式：对多组分单相系统：基本方程式：由热力学基本关系式得：同理：其它的化学势：2.化学势与温度压力的关系SB＞0，所以当温度升高时，化学势降低。VB＞0，所以当压力升高时，化学势升高。3.单组分多相系统偏摩尔量（partialmolarquantity）：物理意义：在温度、压力和除α相以外的其他各相物质的量均不变的条件下，加入1molA（α），引起系统广度性质的状态函数X的变化。或Xα也表示在温度、压力和组成不变的条件下，1molA（α）的广度性质的状态函数

5、X的值。偏摩尔量集合公式:偏摩尔量集合公式:当温度、压力恒定时：结论：在温度、压力恒定条件下,单组分多相系统的广度性质的状态函数等于该系统各相的偏摩尔量与物质的量的乘积之和。偏摩尔量之间的函数关系：前一章我们讨论的一些热力学关系式只适用于单组分单相系统，将其中的广度性质的状态函数换算成某一相的偏摩尔量，也实用于单组分多相系统。定义式：例：由水和水蒸汽组成的多相系统：基本方程式：定义：由热力学基本关系式得：同理：（1）熵判据4.过程自发性的判据书上49页，例题2-1-1对于多组分均相系统：等温等压下判据为：在等温等压且W′=0条件下，封闭体系中过程自发性判据为:（2）吉布斯判

6、据对于多组分均相系统：等温等压下判据为：①物质的量分数xB(molefraction)②质量分数wB（weightfraction）③物质的量浓度cB(molarity)④质量摩尔浓度bB（molality）5.组成的表示和物质的标准态书51页，例题2-1-2（1）组成的表示（2）物质的标准态标准态:温度则没有作出规定，因此在使用标准态数据时应说明温度。气体物质：在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:是标准压力下的纯液体或纯固体状态。§2—2气体的化学势1.理想气体的化学势（1）单组分理想气体的化学势理想气体的标准态化学势：理想气体处于

7、标准态时的化学势（2）多组分理想气体中各组分化学势组分B的化学势:根据道尔顿分压定律:：理想气体B的标准化学势2.气体的压缩与液化（1）波义耳温度和压缩因子一些非理想气体的pVm–p等温线pVmpRTH2COCH4p同一种非理想气体在不同温度时的等温线pVmT=TBTTB任何气体都有一个特定的波义耳温度TB。非理想气体相对于理想气体的偏差可用压缩因子来表示：Z<1，表示非理想气体易压缩；Z>1，表示非理想气体难于压缩；临界参数：临界温度（TC）：要将气体液化，存在一个最高温度TC，高于这个温度，无论施加多