亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù).ppt

亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù).ppt

ID:48875848

大?。?51.00 KB

頁(yè)數(shù):26頁(yè)

時(shí)間:2020-01-28

亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù).ppt_第1頁(yè)
亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù).ppt_第2頁(yè)
亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù).ppt_第3頁(yè)
亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù).ppt_第4頁(yè)
亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù).ppt_第5頁(yè)
資源描述:

《亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù).ppt》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)

1、2021/7/16§7.亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)我們用熵判據(jù)判斷自發(fā)過(guò)程的方向與限度時(shí),只能用于孤立體系。對(duì)于一個(gè)非孤立體系,我們還必須計(jì)算環(huán)境的熵變。這是很不方便的。我們能不能再找到一兩個(gè)狀態(tài)函數(shù),在一定的條件下,用體系本身的狀態(tài)函數(shù)的改變量來(lái)判斷過(guò)程的方向與限度呢?回答是肯定的。那就是下面我們所要討論的亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)。一亥姆霍茲函數(shù)1.定義式∵U、T、S都是狀態(tài)函數(shù),∴它們的組合也一定是狀態(tài)函數(shù)。新的狀態(tài)函數(shù)稱為亥姆霍茲函數(shù)A。2.亥姆霍茲函數(shù)是狀態(tài)函數(shù),廣度性質(zhì),具有能量單位。體系狀態(tài)一定,

2、亥姆霍茲函數(shù)便有確定的數(shù)值;物系從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài),亥姆霍茲函數(shù)的改變量只決定于物系的始終態(tài),而與途徑無(wú)關(guān)。A的絕對(duì)值無(wú)法求得,我們可計(jì)算其改變量ΔA。上面兩式便是我們計(jì)算ΔA的基本公式。3.亥姆霍茲函數(shù)的判據(jù)前面有熵判據(jù)dS(隔)=dS(系)+dS(環(huán))≥0> 自發(fā)過(guò)程= 平衡態(tài)即> 自發(fā)過(guò)程= 平衡態(tài)若物系恒溫、恒容下進(jìn)行了一過(guò)程,且無(wú)非體積功,即則有代入上面判據(jù)> 自發(fā)過(guò)程= 平衡態(tài)現(xiàn)在所有的量均是體系的性質(zhì),故略去角標(biāo)“系”,得整理< 自發(fā)過(guò)程= 平衡態(tài)恒溫< 自發(fā)過(guò)程= 平衡態(tài)= 平衡態(tài)<

3、 自發(fā)過(guò)程亥姆霍茲函數(shù)判據(jù)大的過(guò)程= 平衡態(tài)<自發(fā)過(guò)程上面兩式稱為亥姆霍茲判據(jù)。上面兩式表明:恒溫恒容不作非體積功的條件下,自發(fā)過(guò)程總是向著亥姆霍茲函數(shù)減小的方向進(jìn)行,直到亥姆霍茲函數(shù)減到最小,體系達(dá)到平衡態(tài),過(guò)程達(dá)到其限度,此時(shí)A值不再改變。這樣我們可用上面的判據(jù)來(lái)判斷恒溫恒容不作非體積功的自發(fā)過(guò)程的方向與限度。我們?cè)O(shè)法計(jì)算出體系從始態(tài)到終態(tài)的ΔΑ,與0進(jìn)行比較,即可判斷過(guò)程能否自發(fā)發(fā)生或是否已是平衡態(tài),而不再涉及環(huán)境的熵變了,具有了方便性、可用性。<自發(fā)過(guò)程= 平衡態(tài)4.亥姆霍茲函數(shù)增量的物理意義亥姆霍

4、茲函數(shù)A究竟代表什么樣的物理意義,很難說(shuō)清楚。反正A=U-TS,但其改變量ΔΑ在恒溫過(guò)程中卻有著明確的物理意義。恒溫過(guò)程即這兩個(gè)式子表明:物系在始末態(tài)之間進(jìn)行了一個(gè)恒溫過(guò)程,其間的亥姆霍茲函數(shù)改變量數(shù)值上等于過(guò)程可逆進(jìn)行時(shí)的可逆功。而ΔΑT的物理意義:ΔΑT表征了物系始末態(tài)之間在恒溫條件下所具有的作功能力大小。恒溫恒容過(guò)程故可得ΔΑT,V的物理意義。意味著δW體=0ΔΑT,V等于物系恒溫恒容過(guò)程所能作的非體積功,即ΔΑT,V表征了物系在始末態(tài)之間、恒溫恒容條件下所具有的作非體積功能力的大小。二 吉布斯函數(shù)G

5、大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)與相變化都是在恒溫恒壓下進(jìn)行,我們有必要尋找一個(gè)新的狀態(tài)函數(shù),在恒溫恒壓條件下,用體系的此函數(shù)的改變量作判據(jù),判斷過(guò)程的方向與限度,這個(gè)函數(shù)就是吉布斯函數(shù)G。1.定義式或或∵H、T、S、U、p、V都是狀態(tài)函數(shù),∴它們的組合亦是狀態(tài)函數(shù)。2.G是狀態(tài)函數(shù),廣度性質(zhì),具有能量量綱體系的狀態(tài)一定,吉布斯函數(shù)便有定值;吉布斯函數(shù)的改變量只決定于物系的始終態(tài),與途徑無(wú)關(guān)。G的絕對(duì)值亦無(wú)法求得。我們可計(jì)算其改變量ΔG。此兩式便是計(jì)算△G的基本公式。3.吉布斯函數(shù)判據(jù)若物系恒溫恒壓下進(jìn)行了一個(gè)過(guò)程,且不作非

6、體積功,即dT=0dp=0W′=0前面有熵判據(jù)dS(系)+dS(環(huán))≥0> 自發(fā)過(guò)程= 平衡態(tài)對(duì)于上述過(guò)程代入上式∴ 熵判據(jù)變?yōu)? 自發(fā)過(guò)程= 平衡態(tài)現(xiàn)在式中所有的量均是體系的性質(zhì),故略去角標(biāo)“系”,得恒溫> 自發(fā)過(guò)程= 平衡態(tài)< 自發(fā)過(guò)程< 自發(fā)過(guò)程< 自發(fā)過(guò)程= 平衡態(tài)= 平衡態(tài)= 平衡態(tài)<自發(fā)過(guò)程= 平衡態(tài)大的過(guò)程< 自發(fā)過(guò)程= 平衡態(tài)吉布斯函數(shù)判據(jù)此兩式表明:物系恒溫恒壓不作非體積功的過(guò)程中,自發(fā)過(guò)程中吉布斯函數(shù)改變量小于0,可逆過(guò)程中(或處于平衡態(tài)時(shí))吉布斯函數(shù)不改變結(jié)論:恒溫恒壓不作非體積功的條

7、件下,自發(fā)過(guò)程總是向著吉布斯函數(shù)減小的方向進(jìn)行,直到吉布斯函數(shù)降到最小,體系態(tài)到平衡態(tài),過(guò)程達(dá)到其限度,此時(shí)G不再改變。這樣我們便把上面兩式稱為吉布斯函數(shù)判據(jù),來(lái)判斷恒溫恒壓W′=0條件下自發(fā)過(guò)程的方向與限度,尤其是恒溫恒壓下的化學(xué)反應(yīng)。只要我們?cè)O(shè)法計(jì)算體系始態(tài)與末態(tài)或反應(yīng)物與產(chǎn)物之間的ΔG,看其是否小于0,即可判斷過(guò)程是否能自發(fā)進(jìn)行,不再涉及環(huán)境的任何性質(zhì)。4.吉布斯函數(shù)增量ΔG的物理意義同樣吉布斯函數(shù)G本身的物理意義很難說(shuō)清楚,反正G=H-TS,但在恒溫恒壓條件下,吉布斯函數(shù)的增量卻有著明確的物理意義。

8、恒溫恒壓或此兩式表明:恒溫恒壓條件下,物系始末態(tài)之間吉布斯函數(shù)的改變量ΔGT,p等于過(guò)程可逆進(jìn)行時(shí)的非體積功。ΔGT,p的物理意義:吉布斯函數(shù)的改變量ΔGT,p數(shù)值上等于恒溫恒壓過(guò)程中體系始末態(tài)之間所能做的非體積功,即ΔGT,p表征了物系始末態(tài)之間恒溫恒壓條件下所具有的做非體積功能力的大小。三ΔA與ΔG的計(jì)算1.計(jì)算所用的公式由A與G的定義出發(fā)恒溫過(guò)程即恒熵過(guò)程任意過(guò)程適用于三大類過(guò)程即同樣有與上面類似的三個(gè)式子

當(dāng)前文檔最多預(yù)覽五頁(yè),下載文檔查看全文

此文檔下載收益歸作者所有

當(dāng)前文檔最多預(yù)覽五頁(yè),下載文檔查看全文
溫馨提示:
1. 部分包含數(shù)學(xué)公式或PPT動(dòng)畫的文件,查看預(yù)覽時(shí)可能會(huì)顯示錯(cuò)亂或異常,文件下載后無(wú)此問(wèn)題,請(qǐng)放心下載。
2. 本文檔由用戶上傳,版權(quán)歸屬用戶,天天文庫(kù)負(fù)責(zé)整理代發(fā)布。如果您對(duì)本文檔版權(quán)有爭(zhēng)議請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系客服。
3. 下載前請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔內(nèi)容,確認(rèn)文檔內(nèi)容符合您的需求后進(jìn)行下載,若出現(xiàn)內(nèi)容與標(biāo)題不符可向本站投訴處理。
4. 下載文檔時(shí)可能由于網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)等原因無(wú)法下載或下載錯(cuò)誤,付費(fèi)完成后未能成功下載的用戶請(qǐng)聯(lián)系客服處理。