2多相多组分系统热力学-华中师大《物理化学》电子教案.ppt

第二章 第二章 §2.1 混合物与溶液 溶液（solution） 组成标度 B的摩尔分数(mole fraction of B) xB= nB/ ( 混合物的物质的量，其中 B的物质的量nB)。 B的物质的量浓度 (amount-of-substance concentration of B) cB= nB/V (混合物的总体积V,其中B的物质的量nB), 常用单位mol dm-3。 溶质B的质量摩尔浓度(molality of solute B) bB= nB / mA (mA代表溶剂A的质量，nB为溶质 B的物质的量) 单位mol kg-1 有时也用溶质B的摩尔分数 xB 及溶质B的浓度 cB 偏摩尔量(partial molar quantity) 20℃、105 Pa下，乙醇水混合物体积与各物质的量的关系 两类问题 偏摩尔量的定义 对于任一容量性质Z，若系统中所含物质的量分别为n1，n2，…，则： Z = f (T，p，n1，n2，…) Z的微小变化dZ = dT + dp + dnB 定义： ZB = ZB 表示系统中任意物质B 的偏摩尔量。 偏摩尔量的含义 偏摩尔量是T，p及组成的函数，即温度、压力或组成不同，偏摩尔量的值不同。 集合公式 同样可以证明单组分系统中关于容量性质的许多关系式，在多组分系统中只要将容量性质换成相应的偏摩尔量，这些关系式仍然成立。 如 HB=UB+pVB、GB=HB-TSB 等。 Gibbs—Duhem公式 并与dZT，p= 比较得： = 0 ; ∑xBdZB=0 该式就是 Gibbs—Duhem（吉布斯---杜亥姆)公式。 偏摩尔量的求算 要求出系统中任意组分B的偏摩尔量ZB，必须知道系统性质Z 随组成变化的函数关系。 Z= f (nA ，nB ， nC 。。。。 ) 最简单的例子是两组分 （A,B）均相系统,如果能得 到系统性质Z 的变化关系： (1) Z= f ( nB ， nA ＝常数 ) 时，直接微分即可求ZB， 化学势(chemical potential)  已知过程的性质判据以及变化的自发方向与限度的判据与系统的容量性质G，F，H，U在各自特定条件下的改变值有关，而系统组成的变化，也会引起这些容量性质的改变。为了导出多组分系统的上述判据，我们引入化学势。 等T，p条件下，变化的自发方向的判据是 在多组分系统中，G = f (T, p, n1 , n2 ,……)。 dG = dT + dp + dnB 等温、等压下微小变化：dGT,P = dnB 化学势的定义  令 = 则 称 为物质B的化学势 化学势判据 因 dGT,P= dnB 又 dGT,P= 所以，可以导出多组分系统等温、等压下，过程性质判据与自发方向及限度的判据： 1 过程性质判据 等温、等压下过程性质的判据为 ： dGT,P ≤  对于变组成系统有 dGT,P= dnB ，故变组成