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~^子本身没有所只
- 液体的饱和蒸气压
方程:PV=nRT
❶理想气体状态方程]一理想气体的定义:服从理想气体状态方程
❷分压定律及分压力
物性:液体分子间作用力越强,其饱和蒸汽压越小
一定温度下,气液达到平衡压力 沸点:颜口蒸汽压等于外压的温度
正常沸点:颜口蒸气压等于101325KPa时的温度相对湿度=空气中水汽压/相同温度下颜口水汽压
临界压力
PV
z=--
,RT
意义:对1的偏离程度,反应真实气体行为对理想气体行为的偏离程度
❻压缩因子- 由PVT实验期§拟合获得
获得 普遍化压缩因子图
(p+an2/V2)(V-nh)=nRT
❼范德华方程-
使用压力范围:中低压力
系统一被划定的研究对象称为系统
环境一与系统密切相关,有相互作用或影响的部分称为环境
热力学第一定律
封闭系统——无物质交换,但有能量交换
孤立系统——既无物质交换,也无能量交换
决定系统的物理量
❶概述
—
系统的性质
广度性质 性质的数值与系统的物质的数量成正比,如Vm,睛等具有加和性
强度性质 性质的数值与系统的物质的数量无关,不具有加和性,如温度,压力等
由系统的状态确定的系统的各种热力学性质称为系统的状态函数
状态函数与状态方程
特点
状态函数是单一函数
系统的状态发生变化,变化值取决于始态和终态与其他无关
状态函数的微小变化,在数学上是全微分
不同状态函数的集合(和差积商)也是状态函数
吸热为+放热为-<
系统(体系)与环境 敞雌系一既有物质交换,也有能量交换
能量守恒定律 能量不可能凭空产生也不可能凭空消失,可以从一种形式转变为另一种形式
热力学平衡系统
系统与环境间无物质能量的交换,系统各状态性质均不随时间而变化时,称系统处于热力学平衡系统
热力学平衡系统必须处于以下四个平衡:热平衡机械平衡化学平衡相平衡
除整体动能,势能以外的系统中一切形式的能量(如分子的平动能,转动能,振动定义 能,电子运动能及原子核内的能等)
热力^能
性质 热力学能是系统的状态函数,是容量性质
❷基础内容
一
表示 二-W绝热
功和热是系统和环境之间交换能量的仅有两种形式
热和功
功和热不是系统的状态性质,但与系统的状态变化有关,其数值大4,变化途径有关
符号规定
热Q:系统吸热为正,放热为负
热W:系统做功为负,环境对系统做功为正
热力学第一定律的数学表达式 对密闭系统U=Q+W
在温度由平衡压力p(T)下的相变
可逆相变
相变的体积功
在一定压力的条件下,衡量一个系统能量多少的指标也叫做培 H=U+pV
在p,T下,由最稳定单质生成1mol某单质的定压反应给称为该物质的标准摩尔生成培,记作AfHm(T)
系统恢复原状的同时,环境也恢复原状, 可逆过程
定义 在系统无变化,相变化的条件下与环境交换热量
所以H=f(T),理想气体的U和H只是温度的函数
对理想气体等温过程:3=0aH=OQ=W
定义一定温度,只做体积功的条件下,化学反应的热效应-/反应热
化学反应的热效应I
反应进度 d=dn/v反应进度始终为正值,v代表化学反应式的系数
标准摩尔生成塔
规定:各种稳定单质(在任意温度)的生成塔为零
定容热
热不是系统的状态函数,但是在某些特定的条件下某一特定过程的热却可变成一个定
定义值
计算式-U=Qv条件:只做体积功(没有其他功)
Qv(Ti-T2)=(A(/)v=闻:Q/T
计算式
Qp6T7,2)=(AU)P= CpmdT
r-€能量形式-
理想气体的热力学能和增
幡
定义:因系统体积变化而引起的系统与环境间交换的功称为体积功
条件:只有体积功,定压
<?p=(%.22匕)一(%.卅彳)="2-%=A”
计苜式
定压热
UH是系统的状态性质后,系统无论发生什么过程,都有U,H,而不是定容过程,定压过程才有UH,只不过在定容,定压条件下可用0,.0,来计算
纯物质单相密闭函数U=f(T,V)
热力学能I
推导出:理想气体的热力学能只是温度的函数,即U=f(T)
H=U+pV=U+nRT
任意一反应的反应焙等于产物生成糖和减去反应物生成增之和
标准摩尔燃烧给
任意反应的反应焙等于反应物燃烧增之和减去产物燃烧焙之和
(g)和水,此反应的反应培称为该物质
△“(72)=AHQi)+ACPdT
数值很小,近似于0,则是常数,不随温度变化
△Cp=f(T)
T1-T2区间内,某物质有相变化,H不是连续函数,需分段积分,再加相变热
可逆过程
特点
可视为无方向的过程
注:可逆公式中的压力p要根据气态方程的具体形式代入后再进行积分
定义 系统状态变化时,系统与环境之间,没有热的传递,这种过程叫做绝热过程
反应培与温度的关系
3cp是热容差,有好几种情况
数值是常数
系统始终无限接近于平衡——准静态过程
特点
T=pV/nR
理想气体的绝热过程
V=nRT/P
可逆过程系统所做的功最大,环境对系统所做的功最小
计算式 传=P外(力-匕)=-n*T(理想气体)
可逆过程无限缓慢
P外=P±dp推动阻力只差T无限小
体积功
计算式火=-]>外改
❹过程
热力学第一定律
环境燧变的计算
65环二9系/1环
拉乌尔
同一组分不同偏摩尔量的之间关系 偏摩尔量代替摩尔量
化学势的定义 Gibbs自由能对物质的量的偏微分
质量浓度
偏摩尔量
偏摩尔量的定义
混合物
化学势在相平衡中的应用
化学势与温度、压力的关系
理想液态混合物的定义
浓度
质量分数
Gibbs-Duhum公式
——系统中偏摩尔量的关系 等温等压二元溶液
偏摩尔量的加和公式
理想液态混合物中彳J组分的化学式
理想也太混乱的通性
广度性质=>各组分物质的量*偏摩尔量
-❹气体混合物中各组分的化学势
❺稀溶液中的两个经验定律
摩尔分数
❶多组分系统的组成表示法
质量摩尔浓度
溶液中
摩尔比
理想液态混合物
-❷偏摩尔量
❸化学势
多组分系统热力学及在溶液中的应用
理想稀溶液中溶剂的化学势
气体均为一相
相平衡
相(phase)和相数
(物理性质和化学性质完全相同的均匀组分)
物种S
液体
固体
纯液体:一相
完全互溶液态混合物一相
部分互溶两相或三项
除固溶体外,有几个固体就是几相
不发生化学反应
独立组分
独立组分C
发生独立的化学反应
其他浓度限制条1牛
必须满足反应方程系数的关系
同一相
自由度
C=S-R(独立反应)-R'
力学平衡
❷多相系统平衡的一般条件
相平衡
化学平衡
器度、独立组分数、项数的关系
相律
f=C-(p+2
例题
理想的二组分液态混合物
压力一组成图
温度一组成图
杠杆规则
蒸储(或精憎)的基本原理
简单蒸储
对Raoult发生正偏差
正偏差很大在p-x图像上有最高点
非理想的液态二组分混合物
负偏差在p-X图像上有最彳氐点
二组份液态混合物
有偏差
部分互溶的双液系
具有最高会溶温度的系统
具有最低会熔温度的系统
不具有会溶温度的系统
不互溶的双液系——蒸汽蒸储
水和;臭苯
❹二组分系统相图及其应用
相图的绘制一热分析法
Cd-Bi二元相图的绘制
Cd-Bi二元相图的分析
简单的低共熔二元相图
溶解度iA水-硫酸核系统
水-硫酸筱相图分析
水盐冷冻液
形成稳定化合物的系统
***化亚铜一***化铁相图
水-硫酸相图
形成化合物的系统
形成不稳定化合物的系统
没有自己的熔点,在熔点温度以下就分解为与化合物组成不同的液相和固相
根据图像化步冷曲线
液、固相都完全互溶的相图
完全互溶固体的相图
液、固都完全互溶的固溶体
完全互溶固体出现勘氐或最高点
固态部分互溶的二组分系统
系统有一低共熔点
系统有一低转熔温度
区域熔炼
单组分系统的两相平衡——Clapyeron方程
Trouton(楚顿)规则
外压与蒸气压的关系
蒸气压随外压的增大而增大,但不敏感
❺单组分系统的相平衡
水的相图
水的相态随温度变化
三相点以上温度升高固液气
三相点以下温度升高固气
超临界状态
(如二氧化碳)
在气液临界点之上
青藏铁路
血I
1热管原理