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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理想液态混合物中B组分与纯B物质的主要热力学性质比较

已有 1145 次阅读 2024-4-25 10:21 |系统分类:教学心得

       本文拟比较理想液态混合物中B组分与纯B物质的主要热力学性质的大小,供参考.

  1. 理想液态混合物中B组分的化学势

    若液态混合物中任一组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律,则称该液态混合物为理想液态混合物,简

称理想混合物.

      理想液态混合物中B组分的化学势参见如下式(1)所示[1]

       μB(l)=μ*B(l)+RTlnxB      (1)

      式(1)中“μ*B(l)”可视为纯B物质的化学势;“xB”代表理想液态混合物中B组分的物质的量分数;

      并且μ*B(l)=μθB(g)+RTln(p*B/pθ)    (2)

      式(2)中“p*B” 代表B组分的饱和蒸气压.

   2. 理想液态混合物中B组分与纯液态B物质的主要热力学性质比较

       纯液态B物质与理想液态混合物中B组分物质的关系式,参见如下式(3)所示:

        B(l,298.15K)→B(l,xB,298.15K)            (3)

   2.1 化学势的比较

        由于xB<1,由式(1)可得:

        μB(l)<μ*B(l)             (4)

       式(4)显示:理想液态混合物中B组分物质的化学势[μB(l)]小于纯液态B物质的化学势[μ*B(l)] .

    2.2 摩尔熵的比较

       式(3)结合热力学基本方程可得:

        dμ=-SmdT+Vmdp          (5)

       式(5)中“SmVm”分别代表B物质的摩尔熵与摩尔体积.

       式(5)结合式(3)可得:

      image.png      (6)

        将式(1)代入式(6),并整理可得:

        image.png   (7)

       由于xB<1,由式(7)可得: 

        Sm,B(l)>S*m,B(l)                                  (8)

       式(8)显示:理想液态混合物中B组分物质的摩尔熵[Sm,B(l)]大于纯液态B物质的摩尔熵[S*m,B(l)] .

   3. 结论

     ⑴理想液态混合物中B组分物质的化学势小于纯液态B物质的化学势;

     ⑵理想液态混合物中B组分物质的摩尔熵大于纯液态B物质的摩尔熵.

参考文献

[1]天津大学物理化学教研室编.物理化学(上册,第四版).北京:高等教育出版社,2001,12:182.



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