物化朱文涛10 G的计算,统计概论课件.ppt

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1、3－10G(和A)的计算CalculationofG&A基本公式1.对简单物理变化2.对等温过程3.G和A的物理意义等T，r：等T，等V，r：等T，等p，r：说明：一个问题往往可同时套多个公式。例如：气体等T，r膨胀过程的A在特定条件下，可化成更具体的形式。若实际过程无公式可套用，应该设计过程。一、简单物理过程1.理想气体的等温过程条件：理想气体等T(r)2.简单变温过程例如，对等p变温过程：利用因此，一般不要设计变温步骤。3.pVT同时改变的过程：直接套公式或设计过程例1.已知：Sm(He,298.2K)=126.06J.K-1

2、.mol-1，试求1molHe由298.2K，10p经绝热可逆过程膨胀到p时的G。解：1molHe(298.2K，10p)He(T2，p)G=?过程特点：Q=0，r，∴S=0，G=H-ST求末态：求S：He(298.2K，p)He(298.2K，10p)S∴S=S(298.2K，10p)=S+Sm(298.2K)∴=5/2R(118.8-298.2)–106.9×(118.8-298.2)=15.45kJ思考：∵G>0，∴该过程不可能发生。对吗？二、相变过程1.可逆相变：一般可逆相变等T，等p，W’=0∴G＝0

3、A＝-W=-pV2.不可逆相变：若无公式，应该设计过程例2.试求298.2K及p下，1molH2O(l)气化过程的G。已知：Cp,m(H2O,l)=75J.K-1.mol-1，Cp,m(H2O,g)=33J.K-1.mol-1，298.2K时水的蒸气压为3160Pa，glHm(H2O,373.2K)=40.60kJ.mol-1。解法1：1molH2O(l，298.2K，p)等T,p,irH2O(g，298.2K，p)H=43.75kJ(于S计算例3中求得)S=118J.K-1(于S计算中求得)∴=43.75–298.2×11

4、8.8×10-3=8.6kJ解法2：1molH2O(l)298.2K，pGⅠ≈0等T,p,irH2O(g)298.2K，pH2O(l)298.2K，3160PaⅠⅡⅢH2O(g)298.2K，3160PaGⅡ=0∴书P107例3-15解法3：三、混合过程(Gibbsfunctionofmixing)对不同理想气体的等T，p混合过程：(∵等T)∴(1)条件：不同理想气体的等T，p混合；分别求GB，然后四、化学反应(2)对理想气体的其他混合过程：五、G与T的关系(Temperature–dependenceofG)R(T1,p)R(T2

5、,p)P(T1,p)P(T2,p)等T1,pG1等T2,pG2G1≠G2若G1已知，如何求G2？对任意处于平衡状态的物质：即：Gibbs-HelmholtzEquation可以证明，对任意等T，p过程：G-HEquation即：第四章统计热力学及熵的统计意义Chapter4StatisticalThermodynamicsandStatisticalMeaningofEntropy4－1概论(Introduction)一、什么是统计热力学统计物理→统计力学→统计热力学用微观方法研究宏观性质∴统计力学是界于微观和宏观的桥梁。统计热力学是

6、更高层次的热力学。研究方法：统计平均本章：初步知识及其对理想气体的简单应用。讲授及学习方法：二、统计系统的分类按粒子间作用力划分独立子系：相依子系：按粒子的可分辨性定域子系：粒子可别离域子系：粒子不可别理想气体：独立子系，离域子系三、数学知识1.排列与组合(1)N个不同的物体，全排列数：N！(2)N个不同的物体，从中取r个进行排列：s个彼此相同t个彼此相同其余的各不相同(3)N个物体，其中则全排列数：(4)将N个相同的物体放入M个不同容器中(每个容器的容量不限)，则放置方式数1234M…………(M-1)块隔板…………N个物体可视为，共有(M-1+

7、N)个物体全排列，其中(M-1)个相同，N个相同，则：(5)将N个不同的物体放入M个不同容器中(每个容器的容量不限)，则：第一个物体有M种放法第二个物体有M种放法第N个物体有M种放法………………………(6)将N个不同的物体分成k份，要保证：第一份：n1个第二份：n2个第k份：nk个……………则组合数：2.Stirling公式：若N值很大，则