物理化学关系式幻灯片.ppt

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1、物理化学关系式第1页，共18页，编辑于2022年，星期日4.八个重要的关系式八个重要的关系式dU=TdS pdVdH=TdS+VdpdA=-SdT p pdVdG=-SdT+Vdp2第2页，共18页，编辑于2022年，星期日4.4.麦克斯韦关系式麦克斯韦关系式3第3页，共18页，编辑于2022年，星期日5.热力学函数关系式的推导和证明热力学函数关系式的推导和证明例例1 14第4页，共18页，编辑于2022年，星期日同理同理例例2 25第5页，共18页，编辑于2022年，星期日例例3 36第6页，共18页，编辑于2022年，星期日TT+dTpp+dp1.Clapeyron方程方程T,p平衡平衡平

2、衡平衡3.9 克拉佩龙方程克拉佩龙方程(Clapeyronequation)7第7页，共18页，编辑于2022年，星期日8第8页，共18页，编辑于2022年，星期日2.Clausius-Clapeyron方程方程将将Clapeyron方程用于气方程用于气液及气液及气固平衡固平衡9第9页，共18页，编辑于2022年，星期日 *克克克方程的应用条件：克方程的应用条件：1.1.因因VVm mVVg g,在靠近临界点时不能用。在靠近临界点时不能用。2.V2.Vm m(g)=RT/p(g)=RT/p适用于理想气体，高压下不能用。适用于理想气体，高压下不能用。3.3.因将因将HHm m当常数，只有在温度变

3、化不大时才当常数，只有在温度变化不大时才适用。适用。安托万安托万(Antoine)(Antoine)方程是对克方程是对克克方程最克方程最简单的改进简单的改进10第10页，共18页，编辑于2022年，星期日 3.3.外压对液体蒸气压的影响外压对液体蒸气压的影响蒸气蒸气液体液体加压加压11第11页，共18页，编辑于2022年，星期日若蒸气为理想气体若蒸气为理想气体12第12页，共18页，编辑于2022年，星期日例例 酚的精制采取减压蒸馏方法。已知酚的正常沸点为酚的精制采取减压蒸馏方法。已知酚的正常沸点为181.9，如真空度为，如真空度为86.7kPa，酚的沸点应为多少？已，酚的沸点应为多少？已知酚

4、的蒸为知酚的蒸为 ，外压为，外压为100.0kPa。解：解：T1，p1T2，p2HT2=?T2=392.4K 119.213第13页，共18页，编辑于2022年，星期日 例：例：已知纯已知纯A液体在液体在360K的饱和蒸气压为的饱和蒸气压为81.06kPa,在此条件下在此条件下,A(l)的摩尔气化热的摩尔气化热vapHm=40kJmol-1.Cp,m(l)=75kJmol-1K-1 Cp,m(g)=(30+10-2T/K)Jmol-1K-1 Sm(g,380K)=174.35JK-1mol-1 假定假定A(g)为理想气体为理想气体,忽略温度的变化对忽略温度的变化对A(l)体体积的影响积的影响.

5、试计算下列始、末状态之间的试计算下列始、末状态之间的Um、Hm、Sm、Gm及及 Am A(l,310K,81.06kPa)A(g,380K,50.6625kPa)14第14页，共18页，编辑于2022年，星期日 解解:A(l)T1=310Kp1=81.06kPaA(l)T2=360Kp2=p1A(g)T3=T2p3=p2A(g)T4=380Kp4=50.6625kPaH1=Cp,m(l)(T2T1)=75(360310)Jmol-1=3750 Jmol-1H2=vapHm=40kJ mol-1 Hm=H1+H2+H3=44.42Jmol-1(pV)=p4V4p1V1 p4V4=nRT4=3.1

6、59 103 Jmol-1U=H(pV)=41.265kJmol-1 S1=Cp,m(l)ln(T2/T1)=11.215 Jmol-1K-1 S2=vapHm/T2=111.111 Jmol-1K-112315第15页，共18页，编辑于2022年，星期日 S m=S1+S2+S3=128.06Jmol-1K-1S4=Sm(g,380K)+S(p p4)=Sm(g,380K)+Rln(p/p4)=180.00Jmol-1K-1S1=S4-Sm=51.91Jmol-1K-1(TSm)=T4S4T1S1=52.299Jmol-1Gm=Hm-(TSm)=-7.875kJmol-1Am=Um-(TSm

7、)=-11.034kJmol-116第16页，共18页，编辑于2022年，星期日销钉销钉p(环环)=101.325 kPaA2 mol400 K1013.25 kPa1013.25 kPa400 K2 molB绝热活塞绝热活塞固定导热隔板固定导热隔板如图所示，一带活塞如图所示，一带活塞 (无质量，绝热无质量，绝热)的绝热汽缸中放有一固定导热良好的绝热汽缸中放有一固定导热良好刚性隔板，此隔板将气缸分成左，刚性隔板，此隔板将气缸分成左，右两室并分别放入右两室并分别放入 A,B A,B 两种理想两种理想气体。开始时活塞用销钉固定，当销气体。开始时活塞用销钉固定，当销钉去掉后，活塞移动。当系统达平衡钉去掉后，活塞移动。当系统达平衡时，求此过程的时，求此过程的 W W、H H 和和 S S。A(g)A(g)与与B(g)B(g)的的 Cv,m=3R/2。解：解：T pA2 molT 101.325 kPa2 molB分析：（分析：（1）过程绝热。（）过程绝热。（2）A 气体体积不变。气体体积不变。（3）A 气体和气体和 B 气体处于热平衡。气体处于热平衡。A2 mol400 K1013.25 kPa1013.25 kPa400 K2 molB17第17页，共18页，编辑于2022年，星期日18第18页，共18页，编辑于2022年，星期日