2自由能、化学势.ppt

§ 2-1 Gibbs自由能 ;一. Helmholtz自由能;此不等式称为Holmholtz判据。;二. Gibbs自由能; 不可逆过程, 自发过程;三. 判断过程方向及平衡条件的总结;四. 热力学基本公式;dU = TdS – PdV U = f (s,v) ; s,v是U的特征参变数 dH = TdS + VdP H = f (s,p) ; s,p是H的特征参变数 dF = -SdT – PdV F = f (T,V) ; T,V是F的特征参变数 dG = -SdT + VdP G = f (T,p) ; T.p是G的特征参变数 公式应用条件 W = 0 的纯组分均相封闭体系 或 W = 0 的组成不变的多组分均相封闭体系 可逆与不可逆过程均可应用;五. Gibbs自由能随温度的变化;六. Gibbs自由能随压力的变化 ;§ 2-2 定温物理变化?G的计算;例题. 1mol理想气体在300K时 ,从 1×106Pa 膨胀到 1×105 Pa , 求  过程的?U , ?H , ?S , ?G , Q , W; 三. 定温定压可逆相变;定温定压不可逆相变 方法1： 由于定温条件下的计算公式简单, 因 此设计定温变压可逆途径 求解.;例题. 已知过冷CO2 (l) 在 -59?C的饱和蒸气压为 466.0 kPa , 同温  下 CO2 (s) 的饱和蒸气压为 439.2 kPa , 计算1mol过冷CO2(l)  在 -59?C ,标准压力下凝固时的 ?G .;解法2：; § 2-3 化学反应?G的计算;二. 化学反应△ r Gmθ的计算;例题:已知 CO2(g) + 2NH3(g) → (NH2)2CO(s) + H2O(l) Smθ/J·K-1·mol-1 213.6 192.5 104.6 69.96 △fHmθ/kJ·mol-1 -393.5 -46.19 -333.2 -285.8 1. 计算298K时，上述反应的ΔrGmθ，并判断该反应在 此条件下能否自发进行？ 2. 设在 298-350K 范围内，ΔrSmθ变化不大,可视为常 数,计算350K时的ΔrGmθ,判断反应能否自发进行. 3. 估计该反应能自发进行的最高温度. ;解: (1) △rSθm = 69.96 + 104.6 – 2?(192.5) – 213.6 = - 424 J · K-1 · mol –1 ;三. 在指定压力下温度对反应自发性的影响;§ 2-4 偏摩尔量;偏摩尔量的定义:在一定温度和压力下,保持多组分体系中除某种物质以外的所有物质的量不变,改变这种物质的微小量引起体系某种广度性质的变化值与它的比值.;说明: 对纯物质而言, 偏摩尔量就是摩尔量.;二. 集合公式;例题: 有一水和乙醇形成的混合溶液, 水的物质的量的分数为0.4 , 乙醇的偏摩尔体积为57.5 ml·mol-1, 该溶液的密度为0.8494 g·ml-1 , 计算此溶液中水的偏摩尔体积．; § 2-5 化学势;对W′ =0的纯组分(或组成不变的多组分）封闭体系 dG = -SdT + VdP G = f (T, P) 对W′ =0的组成发生变化的多组分体系 G = f (T, P, n1 , n2 , …);化学势的其它表示形式 U = f (s,v, n1, n2 , ……) H = f (s,p, n1, n2 , ……) F = f (T,v, n1, n2 , ……);二. 化学势判据;2. 化学势与相平衡条件; 若 μiβ μiα 则 dG 0 物质从α→β相的转移