溶液的化学势、逸度、逸度系数.ppt

高等热力学 第八章溶液的热力性质第二节溶液的化学式 逸度 逸度系数 引言 之前几关系章中介绍的流体p v T关系及其他热力性质的推算方法 研究对象限于单相 简单可压缩 定成分 定质量的闭口系统 也就是说分析对象若是纯质 则取纯质气相或液相 并且做功方式只有膨胀功的闭口系为分析计算对象 但是如果分析对象为几种纯质组成的混合物 则除了单相及只有膨胀功的闭口系条件之外 还要求是定成分 及即闭口系内系统不发生化学反应 引言 但是在实际热工工程中 常会碰到几种纯质液体或气体组成的系统 这种系统中 如果发生相变或化学反应 那么系统热力状态的变化可能伴随有质量及成分的变化 这是系统的广延热力性质和构成系统的各种物质的摩尔数有关 而不仅仅是两个独立状态参数的函数 8 2基本概念 什么是溶液 溶液是由至少两种物质组成的均一 稳定的混合物 被分散的物质 溶质 以分子或更小的质点分散于另一物质 溶剂 中 物质在常温时有固体 液体和气体三种状态 8 2溶液的化学势 什么是化学势 化学势 闭口系中驱使物质改变的势叫化学势 8 2溶液的化学势 表示系统成分不变是 在T p不变或T V不变 或S p不变或S V不变的条件下 相应的自由焓 自由能 内能随第i种组成摩尔数ni的变化率 假想有一个S V不变而溶液总摩尔数n为无限大的系统 这时加入摩尔i组成并不影响溶液的变化 而系统的内能却增加了 这增加的内能就是系统中i组成的化学势 意义 8 2溶液的化学势 由此可见 化学势是溶液中组成的热力性质 i组成的化学势是溶液系统在某些特定条件下 作为该系统的特征函数的广延量参数对改组成摩尔数的变化率 化学势的单位是J mol 8 2溶液的化学势 之所以称为化学势 是因为它是组成的化学能位的量度 温差是传递热量的驱动力 压差是传递容积功的驱动力 而化学势差是驱动传递质量的驱动力 8 2溶液的逸度 逸度系数 什么是逸度 在相平衡计算中 离不开逸度及逸度系数计算 逸度可理解为有效压力 它的单位与压力相同 它表示了物质的逸散程度 逸度 系数 包括三种 即 纯组分的逸度及纯组分的逸度系数 溶液中组分i的逸度及溶液中组分i的逸度系数 混合物的逸度及混合物的逸度系数 8 2溶液的逸度 逸度系数 等温条件下应用于1mol纯流体i 对于理想气体 8 2溶液的逸度 逸度系数 对于真实气体 定义fi 令 令c 1 即理想气体的逸度等于压力 8 2溶液的逸度 逸度系数 得到 纯组分逸度定义式 fi为纯组分i的逸度 单位为压力的单位 当压力为零时 真实气体状态表现出理想气体的性质 纯组分的逸度系数 8 2溶液的逸度 逸度系数 9 2溶液的逸度 逸度系数 注 fi单位于压力的单位相同 无因次逸度的物理意义 逸度表征体系的逃逸趋势 校正压力 理想气体的逸度系数等于1 真实气体的逸度系数可以大于1 也可以小于1 它是温度 压力的函数 逸度的推导条件是等温条件 8 2溶液的逸度 逸度系数 混合物组分i的逸度 1 混合物中组分i的逸度 是混合物组分i的摩尔分数 2 对于理想气体 称作理想气体的分压 真实气体没有分压概念 3 8 2溶液的逸度 逸度系数 混合物组分i的逸度系数 8 2溶液的逸度 逸度系数 混合物的逸度 混合物的逸度系数 8 2溶液的逸度 逸度系数 至此 已有三种逸度 纯物质逸度系数 混合物中组分i逸度及混合物总逸度相应地也有三种逸度系数当混合物的极限组成 1时 和都等于对于理想气体 8 2溶液的逸度 逸度系数 理解一个概念 气液两相处于平衡时 饱和蒸汽的逸度与饱和液体的逸度相等 8 2溶液的逸度 逸度系数 是 的偏摩尔性质 是 的偏摩尔性质 8 2溶液的逸度 逸度系数 根据摩尔性质与偏摩尔性质的关系式 8 2溶液的逸度 逸度系数 有三种逸度及逸度系数 8 2溶液的逸度 逸度系数 溶液性质偏摩尔性质二者关系 8 2溶液的逸度 逸度系数 理想混