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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化学反应的热力学实现方式

已有 614 次阅读 2024-5-20 11:13 |系统分类:教学心得

       本文拟结合准静态过程假说,介绍化学反应(或相变)的热力学实现方式,供参考.

  1. 化学反应(或相变)实现的热力学条件

     通常条件下,热力学规定化学反应(或相变)是在恒温、恒压及环境不提供有效功前提下完成的;它要

求整个反应进程,系统的温度、压强及组成必须保持恒定.

   2. 范特霍夫平衡箱

       能满足上述要求的反应器只有“范特霍夫平衡箱”. 范特霍夫平衡箱示意图参见如下图1所示:

image.png 

                                                              图1. 范特霍夫平衡箱示意图

       图1中反应器化学反应为“dD+eE→fF+gG”. 

       范特霍夫平衡箱的体积无限大,物质的量也无限多;而且体系已经建立了化学平衡,温度(T)、压强

p)及组成均恒定.

       反应发生时,从反应器的加料口1与2分别导入d摩尔的反应物D,及e摩尔的反应物E;反应结束时从反应

器出料口导出f摩尔的生成物F及g摩尔的生成物G;从而完成反应进度(ξ)为1摩尔的标准反应.

       该进程,由于加入(或导出)的物质的量,对体系而言,可以忽略. 系统的温度、压强及组成均不会发生改

变; 即满足恒温、恒压及组成不变的条件要求.

       需强调,范特霍夫平衡箱是一种理想化反应器,客观并不存在,这表明热力学反应体系本质也是一种理想

化体系,它仅为一种理论模型.

 3.结论

  ⑴化学反应(或相变)的热力学实现条件是:恒温、恒压、组成恒定,且环境不提供有效功;

  ⑵范特霍夫平衡箱是标准的热力学反应器,也是一种理想化反应器,热力学计算体系仅为一种数学模型.



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