物化朱文涛10G的计算,统计概论.pptVIP

* * 3－10 ?G(和?A)的计算 Calculation of ?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. p V T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) = 126.06 J.K-1.mol-1， 试求1 mol He由298.2 K，10 p?经绝热可逆过程膨胀到p?时的?G。 解： 1 mol He (298.2 K，10 p?) He (T2， p?) ?G =? 过程特点：Q = 0，r，∴ ?S = 0， ?G = ?H - S?T 求末态： 求S： He (298.2 K， p?) He (298.2 K，10 p?) ?S ∴ S = S (298.2 K，10 p?) = ?S + S?m(298.2K) ∴ = 5/2R(118.8-298.2) – 106.9×(118.8-298.2) = 15.45 kJ 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 ?A ＝ -W = -p?V 2. 不可逆相变：若无公式，应该设计过程 例2. 试求298.2K及p?下，1mol H2O(l)气化过程的?G。已知：Cp,m(H2O, l) = 75 J.K-1.mol-1， Cp,m(H2O, g) = 33 J.K-1.mol-1 ，298.2K时水的蒸气压为3160Pa， ?glHm(H2O, 373.2K) = 40.60 kJ.mol-1。 解法1： 1 mol H2O (l，298.2 K， p?) 等T, p, ir H2O (g，298.2 K， p?) ?H = 43.75 kJ (于?S计算例3中求得) ?S = 118 J.K-1 (于?S计算中求得) ∴ = 43.75 – 298.2×118.8×10-3 = 8.6 kJ 解法2： 1mol H2O(l) 298.2K，p? ?GⅠ ≈ 0 等T, p, ir H2O(g) 298.2K，p? H2O(l) 298.2K，3160Pa Ⅰ Ⅱ Ⅲ H2O(g) 298.2K，3160Pa ?GⅡ = 0 ∴ 书 P107 例3-15 解法3： 三、混合过程 (Gibbs function of mixing) 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 – dependence of ?G) R (T1, p) R (T2, 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-Helmholtz Equation 可以证明，对任意等T，p过程： G-H Equation 即： 第四章 统计热力学及熵的统计意义 Chapter 4 Statistical Thermodynamics and Statistical Meaning of Entropy 4－1 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： *