余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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热力学基本方程与理想液态混合物的混合性质(Ⅱ)

已有 2142 次阅读 2023-12-6 12:36 |系统分类:教学心得

       本文拟在博文“热力学基本方程与理想液态混合物的混合性质[1]”基础上,继续就“ΔmixV=0及

Δmixp≠0”现象展开讨论,供参考.

     1. “ΔmixV=0“现象

       理想液态混合物的混合过程,”ΔmixV=0“是普遍接受的事实. 它表示理想液态混合物的混合过程,系统

体积不发生改变,也可认为该过程是另一种类型的恒容;对于微小混合过程,可表示为”dV=0“.

       需强调,在理想液态混合物的混合过程,体势变与体积功均为0,参见如下式(1)及(2).

       δWV=-pdV=0             (1)

       δWT=-pedV=0           (2)

     2. “Δmixp≠0“现象

      由热力学基本方程可得:

      image.png        (3)

      理想液态混合物的混合过程满足①恒温(或dT=0);②有效功为0(或δW'=0).

      将上述两条件代入式(3)可得:

      image.png                                        (4)

       由于理想液态混合物的混合过程,

      image.png                                 (5)

       结合式(4)、(5)可得:

       image.png                    (6)  

       式(6)显示:Δmixp≠0 .

     2.1 理想液态混合物混合过程的混合压(π)

       为解释理想液态混合物混合过程”Δmixp≠0“的现象,特提出新名词——溶剂混合压(π).

       恒温恒容及环境不提供有效功条件下,不同组分溶剂混合形成理想液态混合物时,任意B组分溶剂将产生

溶剂混合压(πB),参见如下式(7):

       image.png        (7)

        式(7)中πB表示溶剂B的混合压,nB表示溶剂B的物质的量,xB表示理想液态混合物中B组分的物质的量

分数;V表示理想液态混合物的总体积, R代表摩尔气体常数,R=8.314J·mol-1·K-1T表示绝对温度.

        由式(7)可得:

         image.png      (8)

        式(8)称溶剂B混合压的定义式.

        溶剂总混合压:

         image.png                      (9)

       另:纯组分溶剂的混合压规定为0.

       由上可得理想液态混合物的混合过程,Δmixp=π-π=π-0=π

       则:image.png        (10)

    3. 理想液态混合物混合过程的热力学基本方程

       将dT=0、dV=0及δW'=0代入热力学基本方程可得:

       image.png

        image.png

        image.png

        image.png

        式(11)、(12)、(13)及(14)即为理想液态混合物混合过程对应的热力学基本方程.

    4. 结论

       理想液态混合物的混合过程,存在如下结论:

       ⑴Δmixp≠0, ΔmixV=0;

       ⑵纯组分溶剂的混合压规定为0;

       ⑶image.png,image.png

 参考文献

[1]余高奇. 热力学基本方程与理想液态混合物的混合性质. http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666科学网博客, 2023,12



https://blog.sciencenet.cn/blog-3474471-1412694.html

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