《物理化學(xué)電子教案:09 A判據(jù)G判據(jù)基本關(guān)系式》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《物理化學(xué)電子教案:09 A判據(jù)G判據(jù)基本關(guān)系式(16頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 歷史的回顧歷史的回顧至此,熵判據(jù)問題已經(jīng)徹底解決。實(shí)踐總結(jié):實(shí)踐總結(jié):第二定率:第二定率:Clausius不等式:不等式:熵增加原理:熵增加原理:熵增加原理熵增加原理(namely, entropy criterion):發(fā)現(xiàn)定量化Q = 0孤立系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)自發(fā)過程共性解決了過程可能與否,難度大計(jì)算S和 ,不方便TQ只能判斷是否可逆,不理想由S確定方向和限度,解決問題方便熵判據(jù)的弊端:(1) 計(jì)算S難度大。(3) 關(guān)于重新劃定系統(tǒng)的問題:S孤 = S + S環(huán)* 所答非所問:例如電解水S自發(fā)嗎?答曰:自發(fā)(2) 適用范圍小:只適用于孤立系統(tǒng)。S + S環(huán) 0* 歷史的倒退: 自發(fā)= r0環(huán)TQS
2、環(huán)TQS Clausius Inequality 展望未來展望未來封閉系統(tǒng)中等溫等容等溫等容條件下自發(fā)過程的方向和限度;封閉系統(tǒng)中等溫等壓等溫等壓條件下自發(fā)過程的方向和限度。38 Helmholtz函數(shù)判據(jù)和Gibbs函數(shù)判據(jù) Helmholtz function criterion and Gibbs function criterion一、一、 Helmholtz函數(shù)判據(jù)函數(shù)判據(jù)1. Helmholtz函數(shù)對(duì)于封閉系統(tǒng)中的任意過程:TQS ir= r若等T,TQS 0QST0)()(WUTS0)()(121122WUUSTSTWSTUSTU)()(111222WSTUSTU)()(1112
3、22Definition:TSUAHelmholtz functionA:狀態(tài)函數(shù),容量性質(zhì),J or kJWA ir= r(1) 條件:等T(2) 公式的意義:12等T,r等T,irr ,TWA ir,TWA (3) A的意義: r ,TWA (A也稱work function)2. Helmholtz函數(shù)減少原理若等V,W = 0,則前式為 自發(fā)= r(1) 條件:等T,V,W= 0(2) 意義:A減少原理 (Helmholtz函數(shù)判據(jù))WA ir= r二、二、Gibbs函數(shù)判據(jù)函數(shù)判據(jù)1. Gibbs函數(shù)等T:WA ir= r) (WVpA等p:)(WpVA)(WpVADefinitio
4、n:pVAGGibbs functionG:狀態(tài)函數(shù),容量性質(zhì),J or kJWG ir= r(1) 條件:等T,p(2) 公式的意義:r ,pTWGir,pTWG(3) G的意義: r ,pTWG(- G稱為化學(xué)能)2. Gibbs函數(shù)減少原理若W = 0:0G 自發(fā)= r(1) 條件:等T,p,W = 0(2) 意義:G減少原理(Gibbs函數(shù)判據(jù))WG ir= r 關(guān)于三個(gè)判據(jù):適用條件Gibbs函數(shù)判據(jù)最實(shí)用39 各熱力學(xué)函數(shù)間的關(guān)系T, p, V, U, S, H, A, G強(qiáng)度性質(zhì)容量性質(zhì)基本函數(shù)導(dǎo)出函數(shù)pVUHTSUATSHpVTSUpVAG一、一、Gibbs公式公式 (Gibb
5、s formulas)WQUd若r,W=0VpSTUddd(第一、二定律聯(lián)合表達(dá)式)(dddpVUH)dd()dd(VppVVpSTpVSTdd 同理,可將聯(lián)合表達(dá)式代入G和A定義式:VpSTUdddpVSTHdddVpTSAdddpVTSGddd封閉系統(tǒng)的基本關(guān)系式(Gibbs公式)VpSTUdddpVSTHdddVpTSAdddpVTSGddd(1) 條件:封閉系統(tǒng)中r,W = 0的過程。(2) 對(duì)雙變量系統(tǒng)(組成不變的封閉系統(tǒng)):ir也可用對(duì)復(fù)雜物理變化和化學(xué)變化:必須可逆(3) 用途:計(jì)算雙變量系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)變得出其他結(jié)論二、對(duì)應(yīng)系數(shù)關(guān)系式二、對(duì)應(yīng)系數(shù)關(guān)系式 (Correspondin
6、g coefficient relationship)令則與比較,(其余類推),(VSUU VVUSSUUSVdddVpSTUdddTSUVpVUSTSHpVpHSSTAVpVATSTGpVpGT對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系式用途:證明題分析問題三、三、Maxwell關(guān)系式關(guān)系式若 dZ = Mdx + Ndy 是全微分,則據(jù)Euler倒易關(guān)系:yxxNyMSVVTSpSppTSVVTTpVSpTTVpSMaxwell關(guān)系式用途:(1) 以易測(cè)量代替難測(cè)量(2) 導(dǎo)出其他具有普遍意義 的公式(如上節(jié)例3中:)四、基本關(guān)系式應(yīng)用舉例四、基本關(guān)系式應(yīng)用舉例 解釋規(guī)律(結(jié)論):基本關(guān)系式是武器例如,有關(guān)理想氣體的結(jié)論例如,液體和固體的S對(duì)壓力不敏感, 與氣體比可以忽略0S21lnppnRS可由pTTVpS解釋 熱力學(xué)狀態(tài)方程:TVU理想氣體此量為0,為什么?請(qǐng)證明;對(duì)非理想氣體,如何求?TpH用TJpTCpH求,但TJ難測(cè)量。VpSTUdddpTpTpVSTVUVTT(1)pVSTHdddVTVTVpSTpHpTT(2)pTpTVUVTpTTVTVpH 若有狀態(tài)方程,可直接計(jì)算和TVUTpHTVUTpH和;若無狀態(tài)方程,可測(cè)量