第1章冶金热力学基础---回顾.ppt

第一章 冶金热力学基础;1.1 物理化学基础知识（Basic Concepts）;【恒压】;【恒压】;【恒压】;【恒压】;【恒压】;;【注意相变热!!!】;;;;1.2 化学反应的ΔG和Kθ (ΔG and Kθ in chemical reaction);如何求解?G; 如果知道反应物和产物的活度（activity）或压力（pressure），即可计算J 值，如果再知道 ，就可以求出该反应的 ，从而判断反应进行的方向。;压 力 商;;CO2脱碳反应：;式中： ＝f(T)，是非常重要的热力学参数。 全称“标准摩尔吉布斯自由能”，一般来说给出的标准吉布斯自有能都是以1mol为单位的，因此， 又称为标准吉布斯自由能（ Standard gibbs free energy change ）。;冶金反应 ?rGmθ的意义; ?rGmθ与T的多项式 （Polynomial method in △Ｇθ-T ）;式中：?Cp 为生成物与反应物的热容差，即：;式中：?Cp 为生成物与反应物的热容差，即：;; (II)式带入(I)式并积分求出?rGmθ与T的函数关系：;根据吉布斯自由能的定义 ：; （IV） ;;; ?rGmθ与T的二项式 （Binomial method） ; A值正负的判断;?rGmθ＝A+BT;利用生成吉布斯自由能?fGmθ求反应的?rGmθ Using standard formation Gibbs free energy change 平衡常数Kθ求反应的?rGmθ Using equilibrium constant-Kθ 利用电化学反应的Eθ求反应的?rGmθ Using electromotive force in electrochemistry reactions 线性组合法求反应的?rGmθ Using linear combination method;对于反应：;;;作业（P29）：;;1.2.3.3 利用电动势Eθ求反应的?rGmθ; 由于电池电化学反应进行的过程中，体系所做的电功等于上述化学反应标准吉布斯自由能的减小，即：;; 由于电池电化学反应进行的过程中，体系所做的电功等于上述化学反应标准吉布斯自由能的减小，即：;;热力学状态函数只与反应过程的始末态有关，而与中间反应过程无关，因此焓、熵和吉布斯自由能等状态函数均可用线性组合法求解。反应的?rGmθ可用该反应所经历的一些中间反应的线性组合求解。;热力学状态函数只与反应过程的始末态有关，而与中间反应过程无关，因此焓、熵和吉布斯自由能等状态函数均可用线性组合法求解。反应的?rGmθ可用该反应所经历的一些中间反应的线性组合求解。;例：C(石)与H2反应生成CH4的反应可由C(石)、H2及CH4的 燃烧反应的?rGmθ(B)求得：;△G是恒温恒压条件下判断过程进行方向的主要热力学量; 利用△G可分析冶金及材料制备中反应的基本规律，选择工艺条件，在计算的基础上改进旧工艺，探索新工艺。 ;化学反应方向判断;1.2.5 Kθ和平衡移动原理;;第一章 冶金热力学基础;1.3 溶液的热力学性质Thermodynamic properties of solution;理想溶液(ideal solution)：热力学上用浓度表示。 concentration 实际溶液(real solution) [非理想溶液]：用活度表示。 activity;理想溶液(ideal solution)：热力学上用浓度表示。 实际溶液(real solution) [非理想溶液]：用活度表示。;1.3.1.1 钢铁冶金领域常用的浓度表示方法;质量分数 转化为摩尔分数 ; 当稀溶液质量百分浓度为1%时， wB=1;1.3.2 溶液的基本物理化学定律;1.3.2.1 拉乌尔定律 ( Raoult’s law ) ;1.3.2.2 亨利定律 ( Henry’s law ) ; 当溶液中组分B的浓度为wB时，亨利定律表达形式：;1.3.2.3 西华特定律(Sivert’s law) ;对亨利定律和拉乌尔定律的认识;对亨利定律和拉乌尔定律的认识;三个饱和蒸气压 Pi* 为纯组分i的饱和蒸汽压，是拉乌尔定律常数；【真实】 kH,i 为假想纯物质的饱和蒸汽压，是浓度为