DvHm:摩尔气化热;
Tb:正常沸点,即压力为Py下物质的沸点。
(3) Py下升华过程: DSSm = DSHm / T
DSHm:摩尔升化热;
T:固、气可逆相变时的平衡温度。
n 同一物质: S气 > S液 > S固
§6、熵的物理意义
n 物理意义—— 熵是体系分子混乱程度(无序度)的度量。
n 体系的熵与热力学概率的关系:
S = kB ln W (单位:J/K)
§7、功函和自由能
n 恒温可逆功(即体系能作的最大功) 等于体系功函的减少量:
( Wmax ) T = F1-F2 = -∆F, ( Wr ) T = F1-F2 = -∆F
n 恒温恒容下,体系所作的最大有用功(可逆功)等于其功
函的减少:
( Wf,max )T,V = -∆F, ( Wr,max )T,V = -∆F
n 恒温恒压下,体系所作的最大有用功(可逆功)等于其自由能的减少。
( Wf, max )T, P =-DG, ( Wr, f ) T, P = -DG
n G º F + PV 叫作“自由能”或“吉布斯自由能”。
过程的方向性判断
n 等温等容不可逆过程体系的有用功小于体系功函的减少
(Wir, f ) T, V < -DF
n 等温等压不可逆过程体系的有用功小于体系自由能的减少
(Wir, f )T, P < -DG
n 孤立体系的自发过程(Wf =0),其熵总是增大
(DS)U, V ³ 0 (Wf = 0)
n 非孤立体系: DS体 + DS环 ³ 0
n 等温等容体系: (DF )T, V, W f = 0 £ 0
n 等温等压体系: (DG )T, P, W f = 0 £ 0
§8、热力学函数间的重要关系式
一、热力学函数之间的关系
二、热力学第一、第二定律的基本公式
dU = TdS-PdV …(1)
dH = TdS + VdP …(2)
dF =-SdT-P dV …(3)
dG =-SdT + VdP …(4)
n 上述基本公式可用于封闭、无非体积功(Wf =0)、体 系组成平衡(组成不变或仅发生可逆变化)的体系;
n 微分形式适合于平衡可逆过程,积分结果适合于始、 终态相同的可逆或不可逆过程。
三、特性函数
n 由基本公式
n dG =-SdT + VdP Þ 特性函数: G(T,P);
n dH = TdS + VdP Þ 特性函数:H(S,P);
n dU = TdS - PdV Þ 特性函数:U(S,V);
n dF =-SdT-PdV Þ 特性函数:F(T,V)。
n 其特性是:
u 若已知某特性函数的函数解析式,则其它热力学函数也可(通过基本公式)简单求得。
例如,若已知:G = G(T,P)
则由: dG =-SdT + VdP
S =-(G/T)P; V = (G/P)T
H = G + TS = G - T(G/T)P
U = H-PV = G -T(G/T)P-P(G/P)T
F = G-PV = G-P(G/P)T
n 相应地,若已知 F(V,T)、H(S,P)、U(S,V)的表达式,其它状态函数也求得。
n 在无非体积功(Wf = 0)下,过程自发性的特性函数判据:
(dG)T,P,Wf = 0 £ 0
(dF)T,V, Wf = 0 £ 0
(dU)S,V, Wf = 0 £ 0
(dH)S,P, Wf = 0 £ 0
(dS)U,V, Wf = 0 ³ 0
(dS)H,P, Wf = 0 ³ 0
(“ = ”可逆,“不等号”自发)
四、麦克斯韦关系式
dG =-SdT + VdP Þ -(S /P)T = (V /T)P
dF =-SdT-PdV Þ (S/V)T = (P/T)V
dH = TdS + VdP Þ (T/P)S = (V/S)P
dU = TdS-PdV Þ (T/V)S = -(P/S)V
n 上述四式为简单(均匀)体系平衡时的麦克斯韦关系式。
n 上述关系式不用死记,可由基本公式推得!
n 由此得到熵函数与其它热力学函数的微商关系:
n 恒压测定 (S/P)T = -(V/T)P ;
(S/T)P= Cp /T
n 恒容测定 (S/V)T = (P/T)V ;
(S/T)V= Cv /T
n 恒熵(绝热可逆) 测定