第四章 多元系的复相平衡和化学平衡PPT课件.ppt

* p V 等熵线 等温线 在P-V图上，所有的等温线互不相交，则不可能通过 等温过程使得物体从一定温度T变化到绝对零度；所 有的绝热线互不相交，因此也不可能通过绝热过程达 到绝对零度。 * 绝对零度不能达到原理 能斯特定理 热力学第三定律 的两种表述 任意一个热力学过程通常可以分解成一系列微小的等温过程和绝热过程，因此也不可能通过其它热力学过程达到绝对温度的零度。 * 三相点 溶解线 固 液 气 汽化线 升华线 C T p 临界点 二，单元系的自由度 1）单元单相系 在一定的范围内压强 和温度可以独立地改变。 自由度＝2 2）单元两相系 压强和温度只有一个可以独立地改变。 自由度＝1 3）单元三相系 只有在三相点可以存在。 自由度＝0 * 三，多元复相系的自由度 根据吉布斯关系式：k+2个强度量只有k+1个是独立的 状态变量 其中T, P 为强度变量，而 为广延变量。 定义 α相中I组元的摩尔分数。 强度量变量。 α相中的物质总量。 其中 * 对某一相α，以 为状态 变量，共（k＋2）个，其中（k＋1）个是独立的。 假设系统有φ个相，共有独立的强度量变量数： 如果系统处于平衡状态，由平衡条件可以列出 下列方程： * 热平衡条件： 个方程 力学平衡条件： 个方程 相变平衡条件： 个方程 方程总数: 自由度数： 吉布斯相律 * §4.4 二元系相图举例 描述二元系的每个相需要三个强度量。 一般选择温度、压强和其中一个组元的比例。 摩尔分数 质量百分比 * 一，无限固溶体的相图 无限固溶体：两种金属 在固相可以以任意比例互相 溶解。 α相（液相）：自由度3 β相（固相）：自由度3 两相共存：自由度2 O点B组元的比例为x. O点液相部分B组元的比例和M点的比例相同。 O点固相部分B组元的比例和N点的比例相同。 O点两相质量比： t A B x P O S N M R’ Q’ R Q xα xβ * 杠杆定则 O点B物质质量： t A B x P O S N M R’ Q’ R Q xα xβ * 二，固相完全不互溶时的相图 t A B xc O M N C 杠杆定则： O点B组元( 相）物质的量： C点:三相共存（低共熔点） 安 比例混合的固体：共晶体 * §4.5 化学平衡条件 系统中各组元可以发生化学反应时，达到平衡的 条件为化学平衡条件。 一，热力学的化学反应方程 化学反应方程： 热力学的化学反应方程: 一般形式： I组元的分子式 I组元参与反应的比例系数 * 各组元在发生化学反应时物质的量的改变： 反应正向进行 当 反应逆向进行 当 * 二，赫斯定律 I组元的偏摩尔焓 对化学反应式： 系统焓的改变： 在等压过程中焓的增加等于系统从外界吸取的热量。 为化学反应式 的定压反应热。 * 焓是态函数，焓的改变由系统的初态与终态决定， 和过程无关。 赫斯定律：初态与终态相同的定压化学反应，其 定压反应热相等，和中间过程无关。 三，单相化学反应的平衡条件 假设反应是在等温等压的条件下进行的。 设想系统因化学反应发生虚变动，各组元的变化为： * 吉布斯判据：在等温等压的条件下，平衡态的 吉布斯函数最小。 化学平衡条件： * 反应正向进行 如果 则 反应逆向进行 如果 则 如果平衡条件未能满足，化学反应进行的方向为吉布斯函数减小的方向： * §4.6混合理想气体的性质 一，道尔顿分压定律 混合气体有k个组元，各组元mol数为： 混合气体的压强等于 各组元的分压之和： 分压 摩尔的I组元单独存在，且与混 合气体有相同的温度和体积时该气体的压强。 * I组元单独存在时： 二，混合理想气体的物态方程 混合理想气体: 道尔顿分压定律是实验定律，在低压的极限条件下 成立，只适合混合理想气体。 分压比 摩尔分数 * 三，混合理想气体的热力学函数 膜平衡： 组元气体 混合气体 实验发现： I组元单独存在时的摩尔吉布斯函数： * 混合理想气体的特性函数 混合理想气体 的物态方程： * 混合理想气体的熵等于各组元（以温度 ， 压强 单独存在）的分熵之和。 混合理想气体的熵： * 混合理想气体的内能等于各组元的分内能之和。 混合理想气体的内能： 混合理想气体的焓： 混合理想气体的焓等于各组元的分焓之和。 * 四，理想气体在等温等压条件下的混合熵（扩散）： 混合理想气体的熵等于各组元（以温度