华北理工无机材料科学基础课件第5章 热力学计算

河北联合大学无机材料科学基础

第五章热力学计算河北联合大学无机材料科学基础第五章热力学计算概述热力学以及化学热力学是迄今发展得最为完善和普遍适用的一门理论性学科，在包括无机非金属材料在内的众多学科领域中有着广泛的应用。它在理论上解决了有关体系复杂过程发生的方向性和平衡条件，以及伴随该过程体系能量变化等问题。它对探讨各种无机材料系统的具体过程，如烧成、烧结、腐蚀、水化反应等，都有着巨大的科学研究和生产实践方面的指导意义。§1热化学计算

一.热效应1.热效应的定义在恒温条件下只作体积功而不作其他功，系统吸热或放热的现象称为热效应，如化学反应和相变中吸热或放热。恒容热效应：QV=△U+P△V=△U恒压热效应：QP=△U+P△V=△(U+PV)=△H

热焓是在恒压条件下发挥作用的特性函数。无机材料科学基础第四章表面与界面无机材料科学基础第五章热力学计算河北联合大学§1热化学计算

2.盖斯定律无机材料科学基础第五章热力学计算河北联合大学§1热化学计算3.热效应与温度的关系无机材料科学基础第五章热力学计算河北理工大学

热化学计算举例三.热化学计算举例无机材料科学基础第四章表面与界面无机材料科学基础第五章热力学计算

§2热力学计算一.熵判据1.对于孤立系统，当熵变△S＞0时，过程自发进行。2.对于一般非孤立系统，要考虑到环境熵变。△S（总）＝△S（系）+△S（环）>0时，过程自发进行△S（总）＝△S（系）+△S（环）＝0时，系统处于平衡状态。无机材料科学基础第五章热力学计算§2热力学计算二.自由焓判据1.不发生化学反应或相变的物系无机材料科学基础第五章热力学计算2.对于发生化学反应或相变的物系§2热力学计算无机材料科学基础第五章热力学计算三.化学反应标准自由焓变化计算1.在298K时化学反应标准自由焓变化§2热力学计算无机材料科学基础第五章热力学计算

§2热力学计算

2.在任意温度下求△G0R=f(T)（1）经典法无机材料科学基础第五章热力学计算§2热力学计算无机材料科学基础第五章热力学计算（2）热力学势函数法

§2热力学计算无机材料科学基础第五章热力学计算

§2热力学计算无机材料科学基础第五章热力学计算§2热力学计算四.反应物系处于任意状态△GR求法理想气体无机材料科学基础第五章热力学计算对于一般实际溶液αi的大小，描述了实际溶液和理想溶液的偏差程度。因此活度随选定的标准态改变。

§2热力学计算无机材料科学基础第五章热力学计算

以拉乌尔定律为基础，选Pi纯为标态，Xi取摩尔分数。实际溶液

§2热力学计算无机材料科学基础第五章热力学计算

§3热力学计算举例化学反应△GR的计算无机材料科学基础第五章热力学计算§3热力学计算举例

一.纯固相反应的热力学计算反应物、产物以纯固态存在，且相互不溶解。无机材料科学基础第五章热力学计算二.有气相参与的固相反应的热力学计算1.CaCO3的分解反应(1)判据(2)分解压

§3热力学计算举例无机材料科学基础第五章热力学计算

§3热力学计算举例无机材料科学基础第五章热力学计算

（3）求开始分解温度 求标准条件下分解温度 固相a=1，气相CO2的P’CO2＝1atm，则，

§3热力学计算举例无机材料科学基础第五章热力学计算求大气中CaCO3的开始分解温度：CO2含量为0.03％，Pi=yiP总，设P总＝1atm，

§3热力学计算举例

T＝803K无机材料科学基础第五章热力学计算

§3热力学计算举例无机材料科学基础第五章热力学计算润湿对材料微观结构的影响无机材料科学基础第五章热力学计算

无机材料科学基础第五章热力学计