物理化学第8讲-G_A的计算.ppt
作业：作业：P201：6,14,22，24，25课程邮箱：课程邮箱：密码：密码：wulihuaxue19，26封闭系统的基本关系式(Gibbs公式)用途：证明题分析问题用途：(1)以易测量替难测量(2)导出其他具有普遍意义 的公式310 G(和A)的计算Calculation of G&A 基本公式1.对简单物理变化2.对等温过程3.G和A的物理意义等T，R：等T，等V，R：等T，等p，R：说明：(1)一个问题往往可同时套多个公式。例如：气体等T，R膨胀过程的A(2)在特定条件下，可化成更具体的形式。(3)若实际过程无公式可套用，应该设计过程。一、简单物理过程一、简单物理过程1.理想气体的等温过程条件：理想气体等T(r)2.简单变温过程例如，对等p变温过程：利用因此，一般不要设计变温步骤。3.p V T同时改变的过程：直接套公式或设计过程例1.已知：Sm(He,298.2K)=126.06 J.K-1.mol-1，试求1 mol He由298.2 K，10 p经绝热可逆过程膨胀到p时的G。解：1 mol He(298.2 K，10 p)He(T2，p)G=?过程特点：Q=0，R，S=0，G=H-ST求末态：求S：He(298.2 K，p)He(298.2 K，10 p)SS=S(298.2 K，10 p)=S+Sm(298.2K)绝热指数=5/2R(118.8-298.2)106.9(118.8-298.2)=15.45 kJ思考：G 0，该过程不可能发生。对吗？二、相变过程二、相变过程1.可逆相变：一般可逆相变等T，等p，W=0 G 0A -W=-pV2.不可逆相变：若无公式，应该设计过程例2.试求298.2K及p下，1mol H2O(l)气化过程的G。已知：Cp,m(H2O,l)=75 J.K-1.mol-1，Cp,m(H2O,g)=33 J.K-1.mol-1，298.2K时水的蒸气压为3160Pa，glHm(H2O,373.2K)=40.60 kJ.mol-1。解法1：1 mol H2O(l，298.2 K，p)等T,p,IRH2O(g，298.2 K，p)H=43.75 kJ (于S计算例中求得)S=118 J.K-1 (于S计算中求得)=43.75 298.2118.810-3=8.6 kJ解法2：1mol H2O(l)298.2K，pG 0 等T,p,IR H2O(g)298.2K，p H2O(l)298.2K，3160Pa H2O(g)298.2K，3160PaG=0 三、混合过程三、混合过程(Gibbs function of mixing)对不同理想气体的等T，p混合过程：(等T)(1)条件：不同理想气体的等T，p混合；分别求GB，然后四、化学反应四、化学反应(2)对理想气体的其他混合过程：五、五、G与与T的关系的关系(Temperature dependence of G)R(T1,p)R(T2,p)P(T1,p)P(T2,p)等T1,pG1等T2,pG2G1 G2 若G1已知，如何求G2？对任意处于平衡状态的物质：即：Gibbs-Helmholtz Equation可以证明，对任意等T，p过程：G-H Equation即：例2.试求298.2K及p下，1mol H2O(l)气化过程的G。已知：Cp,m(H2O,l)=75 J.K-1.mol-1，Cp,m(H2O,g)=33 J.K-1.mol-1，298.2K时水的蒸气压为3160Pa，glHm(H2O,373.2K)=40.60 kJ.mol-1。解法3：过程1:1 mol H2O(l，373.15 K，p)等T,p,rH2O(g，373.15 K，p)过程2:1 mol H2O(l，298.2 K，p)等T,p,irH2O(g，298.2 K，p)过程1：等温等压可逆相变，G（373.15K）0根据G-H Equation,将此关系代入前式得：=8.6 kJ(Kirchoffs Law)六、Gibbs自由能与压力的关系根据基本公式对于理想气体对于理想气体热力学第二定律热力学第二定律基本教学要求基本教学要求1.概念：可逆过程；概念：可逆过程；S、A、G在特定条件下与在特定条件下与 功或热的关系功或热的关系2.三个判据：三个判据：3.S和和 G计算计算
