亥姆霍兹方程运用吉布斯课件

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1、东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 第三章第三章 热力学第二定律与化学热力学第二定律与化学反应的方向和限度反应的方向和限度F 过程的方向性过程的方向性 热力学第二定律热力学第二定律F 熵熵F 熵变的计算熵变的计算F 热力学第三定律和规定熵热力学第三定律和规定熵F 亥姆霍兹函数和吉布斯函数亥姆霍兹函数和吉布斯函数F 热力学基本方程热力学基本方程F 化学势化学势东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统

2、重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 热热力力学学定定律律l热力学第一定律热力学第一定律自然界发生的自然界发生的一切过程都必须遵循，保持能量守一切过程都必须遵循，保持能量守恒；不能解决过程是否必然发生、恒；不能解决过程是否必然发生、进行的程度进行的程度 热力学第二定律热力学第二定律判断在指定的条件下一判断在指定的条件下一个个过程能否发生过程能否发生；如能发生的话，能进行到什；如能发生的话，能进行到什么么程度程度；如何改变；如何改变外界条件外界条件（温度、压力等）（温

3、度、压力等）才能使变化朝人们所需要的方向进行才能使变化朝人们所需要的方向进行东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.1 过程的方向性过程的方向性 热力学第二定律热力学第二定律3.1.1 自发过程的不可逆性自发过程的不可逆性 3.1.2 热力学第二定律热力学第二定律 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点

4、实验室Dongguan University of Technology 3.1.1 自发过程的不可逆性自发过程的不可逆性东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 自发过程是热力学不可逆过程自发过程是热力学不可逆过程东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Te

5、chnology 热力学中的不可逆性，并不是说热力学中的不可逆性，并不是说过程不能向相反方向进行，或系统过程不能向相反方向进行，或系统变化之后再不能复原，而是说变化之后再不能复原，而是说保持保持外界条件不变时外界条件不变时，系统不能复原系统不能复原 即使改变外界条件使系统沿其它即使改变外界条件使系统沿其它途径复原，但实践证明对环境来说途径复原，但实践证明对环境来说在正逆两个过程中所受影响不能抵在正逆两个过程中所受影响不能抵消，在环境中都会留下功变热的后消，在环境中都会留下功变热的后果，因而果，因而环境不能复原环境不能复原东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布

6、式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.1.2 热力学第二定律热力学第二定律 热力学第二定律：在热力学第二定律：在不违背热力学第一定律的前不违背热力学第一定律的前提下提下，判断在一定条件下过程的，判断在一定条件下过程的方向方向和和限度限度的定律的定律 “自发过程都是热力学不可逆过程自发过程都是热力学不可逆过程”这个结论是人这个结论是人类经验的总结，也是热力学第二定律的基础类经验的总结，也是热力学第二定律的基础 自然界的自发过程多种多样，但人们发现自发过自然界的自发过程多种多样，但人们

7、发现自发过程都是相互关联的，从某一个自发过程的不可逆性程都是相互关联的，从某一个自发过程的不可逆性可以推断另一个自发过程的不可逆性。因此可以推断另一个自发过程的不可逆性。因此热力学热力学第二定律的表述也有多种，但它们都是等价的第二定律的表述也有多种，但它们都是等价的东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 热力学第二定律的经典表述热力学第二定律的经典表述东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室

8、广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 热力学第二定律的经典表述热力学第二定律的经典表述东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.2 熵熵3.2.1 熵熵 3.2.2 克劳修斯不等式与熵增原理克劳修斯不等式与熵增原理 3.2.3 熵判据熵判据3.2.4 热力学第二定律的统计解释热力学第二定律的统计

9、解释东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.2.1 熵熵3.2.1.1 卡诺定理卡诺定理 在温度为T1、T2两热源间工作的所有热机中，可逆热机的效率最大 推论推论：所有工作于两个确定温度的热源之间的可逆热机，其热机效率都相等，与工作物质无关东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan U

10、niversity of Technology 3.2.1.2 熵（用卡诺循环的方式引入）熵（用卡诺循环的方式引入）东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省

11、分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.2.2 克劳修斯不等式与熵增原理克劳修斯不等式与熵增原理3.2.2.1 克劳修斯不等式克劳修斯不等式 热力学第二定律的数学表达式热力学第二定律的数学表达式热力学第二定律的数学表达式热力学第二定律的数学表达式东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Tech

12、nology 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 克劳修斯不等式克劳修斯不等式（热力学第二定律的数学表达式）（热力学第二定律的数学表达式）东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.2.2.2 熵增原理熵增原理熵熵 增增 原原 理理

13、热力学第二定律的重要结果热力学第二定律的重要结果东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 一个孤立系统的熵永不减少一个孤立系统的熵永不减少 对孤立系统来说，系统和环境之间无能量和物质的交换，因此孤立系统中发生的过程必然是绝热过程，所以熵增原理又常表述为：一个孤立系统的熵永不减少东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系

14、统重点实验室Dongguan University of Technology 3.2.3 熵判据熵判据利用熵增原理可以判断孤立系统中发生的过程的利用熵增原理可以判断孤立系统中发生的过程的利用熵增原理可以判断孤立系统中发生的过程的利用熵增原理可以判断孤立系统中发生的过程的方向方向方向方向及及及及限度限度限度限度适用于孤立系统适用于孤立系统东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 对于对于对于对于非孤立系统非孤立系统非

15、孤立系统非孤立系统，可将系统及环境合在一起算作，可将系统及环境合在一起算作，可将系统及环境合在一起算作，可将系统及环境合在一起算作一个大的孤立系统，其熵变等于原系统的熵变加上一个大的孤立系统，其熵变等于原系统的熵变加上一个大的孤立系统，其熵变等于原系统的熵变加上一个大的孤立系统，其熵变等于原系统的熵变加上环境的熵变环境的熵变环境的熵变环境的熵变 通常把环境看成是一个通常把环境看成是一个通常把环境看成是一个通常把环境看成是一个恒温大热源恒温大热源恒温大热源恒温大热源，热量的流入，热量的流入，热量的流入，热量的流入流出都不会改变它的温度，也不会改变它的体积流出都不会改变它的温度，也不会改变它的体积

16、流出都不会改变它的温度，也不会改变它的体积流出都不会改变它的温度，也不会改变它的体积东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.2.4 热力学第二定律的统计解释热力学第二定律的统计解释 热力学研究的对象都是宏观系统，描述系统状态热力学研究的对象都是宏观系统，描述系统状态的热力学性质也都是宏观性质的热力学性质也都是宏观性质实际上是实际上是大量质大量质点的统计平均性质点的统计平均性质 从微观角度看，由于微观粒子不停地运

17、动，微观从微观角度看，由于微观粒子不停地运动，微观粒子的状态也是不断地改变着，因而系统的粒子的状态也是不断地改变着，因而系统的一个确一个确定的宏观状态就会对应着许多不同的微观状态定的宏观状态就会对应着许多不同的微观状态 系统的系统的微观状态微观状态即是对系统内每个微观粒子的状即是对系统内每个微观粒子的状态态( (位置、速度、能量等位置、速度、能量等) )都给予确切描述时系统所都给予确切描述时系统所呈现的状态呈现的状态东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan Univ

18、ersity of Technology 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 最可几分布最可几分布( (均匀分布均匀分布) )东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 熵的统计意义熵的统计意义阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数6.02102

19、3东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.3 熵变的计算熵变的计算3.2.1 简单状态变化简单状态变化 3.2.2 相变化相变化 3.2.3 化学变化化学变化东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 熵变计算的基本公式熵变计算的基本公

20、式 当始、终态一定时，不论过程是否可逆，其熵当始、终态一定时，不论过程是否可逆，其熵变都可用下式求出：变都可用下式求出： 不论过程是否可不论过程是否可不论过程是否可不论过程是否可 逆，都必须通过逆，都必须通过逆，都必须通过逆，都必须通过可逆过程的热温商可逆过程的热温商可逆过程的热温商可逆过程的热温商来计来计来计来计算熵变；如果过程是不算熵变；如果过程是不算熵变；如果过程是不算熵变；如果过程是不可逆的，应设计一个与可逆的，应设计一个与可逆的，应设计一个与可逆的，应设计一个与该不可逆过程的始、终该不可逆过程的始、终该不可逆过程的始、终该不可逆过程的始、终态相同的可逆过程态相同的可逆过程态相同的可逆

21、过程态相同的可逆过程东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.3.1 简单状态变化简单状态变化系统不发生相变化和化学变化，仅发生系统不发生相变化和化学变化，仅发生系统不发生相变化和化学变化，仅发生系统不发生相变化和化学变化，仅发生p p、V V、T T的变化的变化的变化的变化3.3.1.1 等温过程等温过程东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能

22、源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.3.1.2 等压或等容的变温过程等压或等容的变温过程 原原原原 则：则：则：则：无论在始态无论在始态无论在始态无论在始态1 1与终态与终态与终态与终态2 2之间发生的等压或等容过之间发生的等压或等容过之间发生的等压或等容过之间发生的等压或等容过程是否可逆，都可按可逆过程计算系统的熵变程是否可逆，都可按可逆过程计算系统的熵变程是否可逆，都可按可逆过程计算系统的熵变程是否可逆，都可按可逆过程计算系统的熵变东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能

23、源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.3.1.3 p、V、T都改变的过程都改变的过程东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan Univer

24、sity of Technology 凝聚态凝聚态( (液态、固态液态、固态) )物质熵变物质熵变东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.3.2 相变化相变化3.3.2.1 可逆相变化可逆相变化可逆相变化可逆相变化v 在无限接近相平衡的条件下进行的相变为在无限接近相平衡的条件下进行的相变为可可逆相变逆相变v 相变化一般是在相变化一般是在等温等压等温等压的条件下进行的，的条件下进行的，如果在此温度和压力下，变化的

25、两相是平衡共如果在此温度和压力下，变化的两相是平衡共存的，则相变化可视作可逆相变化存的，则相变化可视作可逆相变化东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.3.2.2 不可逆相变化不可逆相变化不可逆相变化不可逆相变化 当相变的始态是一种当相变的始态是一种当相变的始态是一种当相变的始态是一种亚稳态亚稳态亚稳态亚稳态（如过冷的液体、过（如过冷的液体、过（如过冷的液体、过（如过冷的液体、过热的液体、过饱和蒸气等）时，相变

26、过程是不可逆热的液体、过饱和蒸气等）时，相变过程是不可逆热的液体、过饱和蒸气等）时，相变过程是不可逆热的液体、过饱和蒸气等）时，相变过程是不可逆的，需要的，需要的，需要的，需要设计出另外的可逆过程设计出另外的可逆过程设计出另外的可逆过程设计出另外的可逆过程来计算熵变来计算熵变来计算熵变来计算熵变同种物质的固、液、气三态，气态熵最大，液态熵其次，固态熵最小同种物质的固、液、气三态，气态熵最大，液态熵其次，固态熵最小东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan Univer

27、sity of Technology 3.3.3 化学变化化学变化v 一般的化学反应过程都是一般的化学反应过程都是不可逆不可逆过程，求熵变时过程，求熵变时不能简单地将反应的热效应除以反应的温度不能简单地将反应的热效应除以反应的温度v 为了计算化学反应的熵变，必须为了计算化学反应的熵变，必须设计可逆途径设计可逆途径，可借助于可借助于电化学反应电化学反应来实现，但能用该法计算其熵来实现，但能用该法计算其熵变的反应并不多变的反应并不多v 化学反应的熵变可通过产物熵及反应物熵求出化学反应的熵变可通过产物熵及反应物熵求出化学反应的熵变产物熵反应物熵化学反应的熵变产物熵反应物熵v 物质的熵值可由物质的熵值

28、可由热力学第三定律热力学第三定律给出给出东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.4 热力学第三定律热力学第三定律和规定熵和规定熵3.4.1 热力学第三定律热力学第三定律 3.4.2 规定熵和标准摩尔熵规定熵和标准摩尔熵 3.4.3 标准摩尔反应熵标准摩尔反应熵东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室

29、Dongguan University of Technology 3.4.1 热力学第三定律热力学第三定律普朗克表述普朗克表述东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.4.2 规定熵和标准摩尔熵规定熵和标准摩尔熵东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of T

30、echnology 标准摩尔熵的一些规律标准摩尔熵的一些规律东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 若物质在从若物质在从0 K到到T的温度范围内有的温度范围内有相变相变发生，发生，在计算规定熵时必

31、须把相变过程的熵变包括进去在计算规定熵时必须把相变过程的熵变包括进去 例如某物质从例如某物质从0 K到到T经历如下变化：经历如下变化：物质在温度物质在温度T时的熵为时的熵为各阶段熵变如下：各阶段熵变如下：东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.4.3 标准摩尔反应熵标准摩尔反应熵 B B是化学反应计量系数，对反应物取负值，产物取正值是化学反应计量系数，对反应物取负值，产物取正值是化学反应计量系数，对反应物取负值

32、，产物取正值是化学反应计量系数，对反应物取负值，产物取正值东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 任意温度任意温度T时化学反应时化学反应的标准摩尔熵变的标准摩尔熵变东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.5 亥姆霍兹函数亥姆霍兹函数

33、和吉布斯函数和吉布斯函数3.5.1 亥姆霍兹函数亥姆霍兹函数A3.5.2 亥姆霍兹函数判据亥姆霍兹函数判据3.5.3 吉布斯函数吉布斯函数G3.5.4 吉布斯函数判据吉布斯函数判据3.5.5 A和和G的计算的计算东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 为什么要定义新函数为什么要定义新函数东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省

34、分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.5.1 亥姆霍兹函数亥姆霍兹函数A东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 最最 大大 功功 原原 理

35、理东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.5.2 亥姆霍兹函数判据亥姆霍兹函数判据东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 在等温等容但非体积功在等温等容但非体积功W0时，系统时，系统可发可发生生A0的过程的过程，但，但必须满足必须满

36、足AW，即，即系统系统A的增加不大于环境对系统所做的非体的增加不大于环境对系统所做的非体积功积功 虽然是通过等温过程引入亥姆霍兹函数的，虽然是通过等温过程引入亥姆霍兹函数的，但它是但它是状态函数状态函数，所以不论什么过程，只要，所以不论什么过程，只要状态改变了，就可能有亥姆霍兹函数的变化，状态改变了，就可能有亥姆霍兹函数的变化，只不过在等温可逆过程中，系统亥姆霍兹函只不过在等温可逆过程中，系统亥姆霍兹函数的减少等于系统所做的最大功，其它过程数的减少等于系统所做的最大功，其它过程没有这个关系没有这个关系东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室

37、广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.5.3 吉布斯函数吉布斯函数G以以以以 WW 表示非体积功，则表示非体积功，则表示非体积功，则表示非体积功，则 WW- - - -p pe ed dV V WW ，有，有，有，有 若系统发生一个等温等压过程，则有若系统发生一个等温等压过程，则有T1=T2=Tsur和和p1=p2=pe，从而，从而 U U、p p、V V、T T、S S都是状态函数，它们的组合仍是状都是状态函数，它们的组合仍是状都是状态函数，它们的组合仍是状都是状态函数，它们的组合仍是状态函数，可定

38、义一个新的状态函数态函数，可定义一个新的状态函数态函数，可定义一个新的状态函数态函数，可定义一个新的状态函数东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 改写形式：改写形式：此式的意义是：封闭系统在等温

39、等压的此式的意义是：封闭系统在等温等压的可逆过可逆过程程中所做的非体积功中所做的非体积功等于等于系统吉布斯函数的减系统吉布斯函数的减少；在等温等压不可逆过程中所做的非体积功少；在等温等压不可逆过程中所做的非体积功小于系统的吉布斯函数减少小于系统的吉布斯函数减少 (G)T,p可理解为可理解为等温等压条件下系统做非体等温等压条件下系统做非体积功的能力积功的能力，在，在电化学电化学中就是用中就是用(G)T,p来量度来量度电池做功能力电池做功能力东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Do

40、ngguan University of Technology 3.5.4 吉布斯函数判据吉布斯函数判据东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 在等温等压但非体积功在等温等压但非体积功W0时，系统时，系统可发可发生生G0的过程的过程，但，但必须满足必须满足GW，即，即系统系统G的增加不大于环境对系统所做的非的增加不大于环境对系统所做的非体积功体积功 虽然是通过等温等压过程引入吉布斯函数虽然是通过等温等压过程引入吉布

41、斯函数的，但它是的，但它是状态函数状态函数，所以不论什么过程，所以不论什么过程，只要状态改变了，就可能有吉布斯函数的变只要状态改变了，就可能有吉布斯函数的变化，只不过在等温等压可逆过程中，系统吉化，只不过在等温等压可逆过程中，系统吉布斯函数的减少等于系统所做的最大非体积布斯函数的减少等于系统所做的最大非体积功，其它过程没有这个关系功，其它过程没有这个关系东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.5.5 A和和G的

42、计算的计算3.5.5.1 等温过程的等温过程的A和和G的计算的计算东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 只要始、终态确定了，不论其间进行的是可逆只要始、终态确定了，不论其间进行的是可逆过程还是不可逆过程，其过程还是不可逆过程，其A、G都是确定的都是确定的3.5.5.2 相变过程相变过程A和和G的计算的计算v 两相平衡共存时的相变一般都是两相平衡共存时的相变一般都是等温等压等温等压且且不做不做非体积功非体积功的的可

43、逆过程可逆过程，因此，因此G0、AWmaxv 对对不可逆相变不可逆相变需要需要设计一个可逆过程设计一个可逆过程来替代，才来替代，才能计算出能计算出A和和G东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.6 热力学基本方程热力学基本方程3.6.1 热力学基本方程热力学基本方程3.6.2 温度与温度与G的关系的关系3.6.3 压力与压力与G的关系的关系东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分

44、布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.6.1 热力学基本方程热力学基本方程八个热力学函数：八个热力学函数： 热力学函数相互关系：热力学函数相互关系： 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 设在一个封闭系统中发生一个不做非体积功的设在一个封闭系统中发生一个不做非体积功的可逆过程：可逆过程： 热力学一、

45、二定律联合式：热力学一、二定律联合式：热力学最基本的微分方程热力学最基本的微分方程热力学最基本的微分方程热力学最基本的微分方程东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 因为因为微分微分又又所以所以即：即：东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technolo

46、gy 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 热力学基本微分方程热力学基本微分方程的适用条件的适用条件v 组成恒定组成恒定的的封闭系统封闭系统发生的发生的不做非体不做非体积功积功的可逆与不可逆过程的可逆与不可逆过程v 内部发生热力学可逆化学反应或可逆内部发生热力学可逆化学反应或可逆相变但不做非体积功的封闭系统相变但不做非体积功的封闭系统东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源

47、系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 有非体积功时封闭系统的有非体积功时封闭系统的热力学微分方程热力学微分方程东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.6.2 温度与温度与G的关系的关系东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广

48、东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 化成易于积分的形式化成易于积分的形式化成易于积分的形式化成易于积分的形式 吉布斯亥姆霍兹方程：吉布斯亥姆霍兹方程：吉布斯亥姆霍兹方程：吉布斯亥姆霍兹方程： 吉亥方程积分形式：吉亥方程积分形式：吉亥方程积分形式：吉亥方程积分形式： 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 同同 理：理： 利用利用 dASdTpdV 和和 A

49、UTS 可得可得吉布斯亥吉布斯亥姆霍兹方程姆霍兹方程 运用吉布斯亥姆霍兹方程可以计算运用吉布斯亥姆霍兹方程可以计算化学反化学反应应在不同温度时的在不同温度时的G和和A 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.6.3 压力与压力与G的关系的关系东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan

50、University of Technology 压力对理想气体压力对理想气体G的影响的影响东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 压力对凝聚态压力对凝聚态G的影响的影响东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 压力对压力对rG的影响的影

51、响其中其中其中其中 为反应前后体积的变化为反应前后体积的变化为反应前后体积的变化为反应前后体积的变化 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7 化化 学学 势势3.7.1 偏摩尔量偏摩尔量3.7.2 化学势的定义化学势的定义3.7.3 化学势判据化学势判据3.7.4 气体的化学势气体的化学势3.7.5 溶液中各组分的化学势溶液中各组分的化学势东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东

52、省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7.1 偏摩尔量偏摩尔量 前面讨论的热力学公式都只能用于前面讨论的热力学公式都只能用于单组分均相系单组分均相系统统或者或者多组分但组成不变的均相系统多组分但组成不变的均相系统 系统的组成发生变化，或者对一个封闭系统，其系统的组成发生变化，或者对一个封闭系统，其中不止一个相，在相与相之间有物质交换，各相的中不止一个相，在相与相之间有物质交换，各相的组成发生变化者，则每一个相都可以看作是一个开组成发生变化者，则每一个相都可以看作是一个开放系统

53、，此时仅用两个变量已不能确定系统的状态放系统，此时仅用两个变量已不能确定系统的状态了，了，系统的状态与各组分的物质的量也有关系统的状态与各组分的物质的量也有关对组成可变的系统，在热力学函数表示式中对组成可变的系统，在热力学函数表示式中都应包含各组分物质的量都应包含各组分物质的量nB这一变量这一变量东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 6 除除质量质量以外，其它广度性质除非在纯物质中或理以外，其它广度性质除非在纯物

54、质中或理想溶液中，一般都不具有加和性想溶液中，一般都不具有加和性6 讨论两种以上物质所构成的均相系统时，必须用讨论两种以上物质所构成的均相系统时，必须用新的概念新的概念来替代纯物质所用的摩尔量来替代纯物质所用的摩尔量东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 定定 义义偏摩尔量：偏摩尔量：偏摩尔体积：偏摩尔体积：偏摩尔吉布斯函数：偏摩尔吉布斯函数：东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分

55、布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 偏摩尔量的物理意义偏摩尔量的物理意义 在等温等压且除组分在等温等压且除组分B之外其它组分的物质之外其它组分的物质的量都不改变时，往系统中加入的量都不改变时，往系统中加入dnB的的B物质所物质所引起的广度性质引起的广度性质X的变化的变化 或者在等温等压条件下，往无限大的系统中或者在等温等压条件下，往无限大的系统中加入加入1mol B物质（这时系统的组成变化很小，物质（这时系统的组成变化很小，浓度可视为不变）所引起的广度性质浓度可视为不变）所引起的广

56、度性质X的变化的变化东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量 等温等压及其它各组分浓度不变时，增加等温等压及其它各组分浓度不变时，增加dnB的的B物质所引起系统广度性质物质所引起系统广度性质X 的变化为：的变化为：东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统

57、重点实验室Dongguan University of Technology 偏摩尔量的讨论偏摩尔量的讨论 只有只有系统的广度性质系统的广度性质才有偏摩尔量才有偏摩尔量 偏摩尔量是两个广度性质之比，所以是偏摩尔量是两个广度性质之比，所以是强度强度性质性质，与系统中物质数量的多少无关，与系统中物质数量的多少无关 偏摩尔量和系统的偏摩尔量和系统的温度、压力及浓度温度、压力及浓度有关有关 只有在只有在恒温恒压及浓度不变恒温恒压及浓度不变时的偏微商才是时的偏微商才是偏摩尔量偏摩尔量东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验

58、室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7.2 化学势的定义化学势的定义定义化学势定义化学势：化学势就是偏摩尔吉布斯函数化学势就是偏摩尔吉布斯函数东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Donggua

59、n University of Technology 用类似的方法可得到均相系统的四个基本公式：用类似的方法可得到均相系统的四个基本公式：东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 化学势的四种表达式中，只有最后一个是化学势的四种表达式中，只有最后一个是化学势的四种表达式中，只有最后一个是化学势的四种表达式中，只有最后一个是偏摩尔吉布斯函数，前三个都不是摩尔量偏摩尔吉布斯函数，前三个都不是摩尔量偏摩尔吉布斯函数，前三个

60、都不是摩尔量偏摩尔吉布斯函数，前三个都不是摩尔量 由于实际过程多在等温等压下进行，如不由于实际过程多在等温等压下进行，如不由于实际过程多在等温等压下进行，如不由于实际过程多在等温等压下进行，如不特别指明，一般所说的化学势均指特别指明，一般所说的化学势均指特别指明，一般所说的化学势均指特别指明，一般所说的化学势均指偏摩尔吉偏摩尔吉偏摩尔吉偏摩尔吉布斯函数布斯函数布斯函数布斯函数 适用于适用于适用于适用于只做体积功的均相只做体积功的均相只做体积功的均相只做体积功的均相系统系统系统系统（不论是封闭系统还是开（不论是封闭系统还是开（不论是封闭系统还是开（不论是封闭系统还是开放系统，组成是否恒定，发生放

61、系统，组成是否恒定，发生放系统，组成是否恒定，发生放系统，组成是否恒定，发生的过程是否可逆）的过程是否可逆）的过程是否可逆）的过程是否可逆） 对对对对各相温度和压力在始态各相温度和压力在始态各相温度和压力在始态各相温度和压力在始态和终态都相同的多相系统和终态都相同的多相系统和终态都相同的多相系统和终态都相同的多相系统也可也可也可也可应用应用应用应用东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7.3 化学势判据化学势

62、判据化学势的重要作用之一是判断化学势的重要作用之一是判断组成可变的封闭系统组成可变的封闭系统或开放系统或开放系统所发生的热力学过程的所发生的热力学过程的方向方向和和限度限度由于实际过程大多在由于实际过程大多在等温等压等温等压的条件下进行的条件下进行 若若系统不做非体积功系统不做非体积功，由吉布斯函数判据可得到，由吉布斯函数判据可得到化学势判据化学势判据：东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7.3.1 相平衡

63、条件相平衡条件东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 用化学势判别物质流动方向用化学势判别物质流动方向 化学势可以判断物质转移的方向，物质由化化学势可以判断物质转移的方向，物质由化学势高的一相学势高的一相自发自发地转移到化学势低的一相，地转移到化学势低的一相，直至该直至该物质在两相中化学势相等物质在两相中化学势相等为止为止东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室

64、广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7.3.2 化学平衡条件化学平衡条件 化学反应一般在化学反应一般在等温等压不做非体积功等温等压不做非体积功的条的条件下进行：件下进行：其中：其中：其中：其中：是生成物化学势减去反应物化学势是生成物化学势减去反应物化学势是生成物化学势减去反应物化学势是生成物化学势减去反应物化学势东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan Universit

65、y of Technology 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 化学平衡的判据化学平衡的判据东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7.4 气体的气体的化学势化学势3.7.4.1 纯理想气体的化学势纯理想气体的化学势东东 莞

66、莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7.4.2 理想气体混合物中理想气体混合物中任一组分的化学势任一组分的化学势 理想气体理想气体理想气体理想气体混合物中某一组分的行为与其单独占有理想混合物中某一组分的行为与其单独占有理想混合物中某一组分的行为与其单独占有理想混合物中某一组分的行为与其单独占有理想气体混合物总体积时的行为相同，因而理想气体混合物气体混合物总体积时的行为相同，因而理想气体混合物气体混合物总体积时的行为

67、相同，因而理想气体混合物气体混合物总体积时的行为相同，因而理想气体混合物中组分中组分中组分中组分B B B B的化学势为：的化学势为：的化学势为：的化学势为：东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7.4.3 实际气体的化学势及逸度实际气体的化学势及逸度东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Don

68、gguan University of Technology 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 实际气体的标准状态实际气体的标准状态东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 逸度越大化学势就越大，因逸度越大化学势就越大，因此逸度也标

69、志着此逸度也标志着物质逃离本相物质逃离本相的趋势的趋势“逸度逸度”的来源的来源 气体的逸度可通过气体的逸度可通过实际气体的实际气体的状态方程状态方程或或压缩因子图压缩因子图计算计算 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 实际气体混合物的化学势实际气体混合物的化学势 对于实际气体混合物，组分对于实际气体混合物，组分B的化学势：的化学势： f fB B是混合物中组分是混合物中组分是混合物中组分是混合物中组分B B的逸

70、度（也相当于它的的逸度（也相当于它的的逸度（也相当于它的的逸度（也相当于它的校正压力校正压力校正压力校正压力） 由于由于不同种类的分子间力不同不同种类的分子间力不同，在混合物中的，在混合物中的fB和纯物质和纯物质B的的fB*不相同不相同 对于混合实际气体，路易斯对于混合实际气体，路易斯- -兰德提出一个近兰德提出一个近似规则：似规则： f fB B* *为为为为同温度同温度同温度同温度时，时，时，时，纯物质纯物质纯物质纯物质B B在其压力等于混合气体在其压力等于混合气体在其压力等于混合气体在其压力等于混合气体总压总压总压总压时的逸度时的逸度时的逸度时的逸度 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广

71、东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7.5 溶液中各组分的溶液中各组分的化学势化学势3.7.5.1 理想稀薄溶液中溶剂的化学势理想稀薄溶液中溶剂的化学势 理想稀薄溶液：溶剂严格遵守拉乌尔定律和溶质严格遵守亨利定律的稀溶液 在一定温度和压力下，溶液与其饱和蒸气（设为理在一定温度和压力下，溶液与其饱和蒸气（设为理想气体）达到平衡时想气体）达到平衡时溶剂溶剂A在气液两相中的化学势相在气液两相中的化学势相等等，则：，则：东东 莞莞 理理 工工 学学

72、院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 溶剂服从拉乌尔定律：溶剂服从拉乌尔定律：东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 压力对凝聚态的化学压力对凝聚态的化学压力对凝聚态的化学压力对凝聚态的化学势影响可以忽略势影响可以忽略势影响可以忽略势影响可以忽略东东 莞莞 理理

73、工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7.5.2 理想稀薄溶液中溶质的化学势理想稀薄溶液中溶质的化学势气液平衡时，溶质气液平衡时，溶质B的化学势的化学势对于溶质，遵守亨利定律：对于溶质，遵守亨利定律：东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 溶液中溶

74、质的溶液中溶质的溶液中溶质的溶液中溶质的标准态标准态标准态标准态因因因因浓度的表示浓度的表示浓度的表示浓度的表示方法方法方法方法不同而有不同的规定。当浓度用不同而有不同的规定。当浓度用不同而有不同的规定。当浓度用不同而有不同的规定。当浓度用溶质溶质溶质溶质B B的摩尔分数表示时，溶质的摩尔分数表示时，溶质的摩尔分数表示时，溶质的摩尔分数表示时，溶质B B的标的标的标的标准态规定为准态规定为准态规定为准态规定为溶液处于标准压力溶液处于标准压力溶液处于标准压力溶液处于标准压力p p下，下，下，下，x xB B1 1且符合亨利定律的假想状态且符合亨利定律的假想状态且符合亨利定律的假想状态且符合亨利定

75、律的假想状态东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 压力相差不太大时压力相差不太大时东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 理想稀薄溶液中溶质的理想稀薄溶液中溶质的化学势的几种表示化学势的几种表示-1溶液浓度用物质的量浓度表示时标准物质

76、的量浓度：标准物质的量浓度：标准物质的量浓度：标准物质的量浓度： 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 理想稀薄溶液中溶质的理想稀薄溶液中溶质的化学势的几种表示化学势的几种表示-2溶液浓度用质量

77、摩尔浓度表示时标准质量摩尔浓度：标准质量摩尔浓度：标准质量摩尔浓度：标准质量摩尔浓度： 东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 溶质的标准态都是并不存在的溶质的标准态都是并不存在的溶质的标准态都是并不存在的溶质的标准态都是并不存在的假想状态假想状态假想状态假想状态 引入这样假想的标准态，并不会影响引入这样假想的标准态，并不会影响引入这样假想的标准态，并不会影响引入这样假想的标准态，并不会影响G G或或或或 的计的计

78、的计的计算，因为在计算时，有关标准态的项都消去了算，因为在计算时，有关标准态的项都消去了算，因为在计算时，有关标准态的项都消去了算，因为在计算时，有关标准态的项都消去了东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7.5.3 理想溶液中任一组分的化学势理想溶液中任一组分的化学势东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系

79、统重点实验室Dongguan University of Technology 3.7.5.4 实际溶液中任一组分的化学势及活度实际溶液中任一组分的化学势及活度东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 例例例例 ：东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Tec

80、hnology 实际溶液中溶剂的化学势实际溶液中溶剂的化学势东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 实际溶液中溶质实际溶液中溶质化学势的几种表示化学势的几种表示-1东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 实际溶液中溶质实际溶液中溶质化学势的几种表示化学势的几种表示-2东东 莞莞 理理 工工 学学 院院广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室广东省分布式能源系统重点实验室Dongguan University of Technology 实际溶液中溶质实际溶液中溶质化学势的几种表示化学势的几种表示-3 用不同浓度方式表示时，活度及活度系数的值是不相同的用不同浓度方式表示时，活度及活度系数的值是不相同的用不同浓度方式表示时，活度及活度系数的值是不相同的用不同浓度方式表示时，活度及活度系数的值是不相同的