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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平衡态热力学计算的主要公式

已有 3949 次阅读 2023-12-27 15:56 |系统分类:教学心得

       本文拟介绍平衡态热力学计算的主要公式,供参考.  

       热力学数据表通常由物质的标准摩尔生成焓(ΔfHθm)、标准摩尔生成吉布斯自由能(ΔfGθm)、标准摩

尔熵(Sθm)及摩尔定压热容(Cp,m)构成,它是平衡态热力学计算的数据源. 

   1. 热力学数据表中(零)标准的选取

      为研究方便,热力学规定:

      ①25℃、标态下所有指定(或最稳定)单质的ΔfHθmΔfGθm均为0;

      ②0K时,完美晶态纯物质的Sθm为0;

      ③25℃、标态下ΔfHθm(H+,aq,298.15K)=0,ΔfGθm(H+,aq,298.15K)=0,Sθm(H+,aq,298.15K)=0;

      ④25℃、标态下ΔfHθm(e-,aq,298.15K)=0,ΔfGθm(e-,aq,298.15K)=0.

    2. 平衡态热力学计算的主要公式

        恒温恒压下,某热力学反应:aA+bB=cC+dD.

    2.1  标态下热力学计算公式

     2.1.1    25℃标态下热力学计算公式 

     image.png 

                                 =c·ΔfHθm,C(298.15K)+d·ΔfHθm,D(298.15K)-a·ΔfHθm,A(298.15K)-b·ΔfHθm,B(298.15K)      (1)

       image.png

                                       =c·ΔfGθm,C(298.15K)+d·ΔfGθm,D(298.15K)-a·ΔfGθm,A(298.15K)-b·ΔfGθm,B(298.15K)      (2)

         image.png 

                                          =c·Sθm,C(298.15K)+d·Sθm,D(298.15K)-a·Sθm,A(298.15K)-b·Sθm,B(298.15K)                     (3)

                       image.png   

                                         =c·Cp,m,C+d·Cp,m,D-a·Cp,m,A-b·Cp,m,B                                                                                  (4)

     2.1.2  TK标态下热力学计算公式 

         image.png                 (5)

       image.png               (6)

         image.png (7) 

          备注:式(7)为“=”,而不是“≈”

   2.2  非标态下热力学计算公式   

         image.png            (8)

          image.png              (9)

           image.png                              (10)

         式(8)、(9)中“J”为反应商[1].

 3.结论

   ⑴image.png;

   ⑵ image.png.

   参考文献

[1]余高奇.热力学等温方程的三种形式. http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666.科学网博客, 2021,6.




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