溶液的化学势、逸度、逸度系数

.,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