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本文拟指出“范特霍夫公式”热力学推导过程的数学逻辑错误,供参考.
1.范特霍夫公式
范特霍夫公式参见如下式(1)所示:
(1)
式(1)中“Kθ”表示T温度下的标准平衡常数;“ΔrHθm”表示T温度下的焓变;“R”代表摩尔气体常数,
R=8.314J·mol-1·K-1.
2.范特霍夫公式的热力学推导
参见如下范特霍夫公式的热力学推导过程[1]:
依微积分原理可得:
(2)
另依热力学基本方程可得:
(3)
当热力学过程建立平衡时,δW'=0 (4)
将式(4)代入式(3)可得:
(5)
式(5)结合微积分原理可得:
(6)
将式(6)代入式(2),并结合热力学基本原理整理可得:
(7)
对于标态下化学反应(或相变),上式可变形为:
(8)
另热力学规定:
(9)
将式(9)代入式(8),并整理可得:
(10)
QED.
3.范特霍夫公式热力学推导的数学逻辑错误
范特霍夫公式推导过程,式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)及(7)成立,要求对应的热力学过程函
数必须连续、无间断,且可积可微.
范特霍夫公式推导过程,由式(7)→式(8)步骤,同样要求热力学过程函数连续、无间断.
事实上不同温度下的化学反应(或相变),属于不同的热力学过程,明显不连续、有间断;不能将式(7)
应用于式(8).
4. 结论
⑴不同温度下的化学反应(或相变),属于不同的热力学过程;过程函数不连续、有间断;
⑵范特霍夫公式的热力学推导过程存在较大数学逻辑缺陷.
参考文献
[1]天津大学物理化学教研室编. 物理化学(上册,第五版).北京:高等教育出版社.2009,5:207-208.
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