第5章 相平衡5.1.ppt

1、第五章相平衡热力学5-1相变和相变熵系统中物理和化学特性完全相同的部分称为相，物质从一个相(相)流向另一个相(相)的过程称为相变(相变化)。相变(包括气化、冷凝、熔化、凝固、升华、冷凝、结晶转换等)一相变化焓一般讲相变化指定温度、静压、W=0时的变化过程，因此相变过程中的热量是相变焓(即相变焓3360蒸发焓3330)摩尔相变是指1mol纯物质在一定温度及其温度的平衡压力下相变时相应的焓变化，用符号Hm(T)表示，表示单位：kJmol-1。因此摩尔蒸发焓、摩尔溶解焓、摩尔升华焓、摩尔转移焓、摩尔凝结焓、摩尔结晶焓为-vapHm、摩尔结晶焓为-fusHm、摩尔凝聚焓为-subHm。(5-1-1)，

2、(5-1-3)，(5-1-4)，(5-1-2)，恒温，静压，体积为零的材料范例5-(MHg=200.6gmol-1)解决方案：h=nvaph=(1 . 00291 . 6200 . 610-3)kj=58.5 kj w=-p(VG)=-PVA ph但是相变焓是指在温度T和该温度的平衡压力下物质相变时的焓差，与温度对应的平衡压力是温度的函数，因此摩尔相变焓可以归结为温度的函数。一般手册中大多只列出特定温度、压力下的摩尔相变化数据，因此，您需要知道如何从T1，P1下的摩尔相变化数值中得出任何温度T2和压力p2的摩尔相变化数值。以下示例说明了如何计算：(约翰f肯尼迪，美国电视电视剧，季节)1毫升物质

3、B在P1，T1条件下从液体变成气象，其摩尔化变成vapHm(T1)，T2在p2条件下变成vapHm(T2)要解决状态函数增量问题，必须利用状态函数增量仅与整个物语状态相关、与路径无关的属性。为此，可以设计以下过程：b (l) n=1 mol T2，p2，b (l) n=1 mol t1 B (g) n=1 mol t1，p2，B (g)va PHM (TTM H3是B蒸汽恒温变压时的钨差。如果牙齿蒸汽被视为理想气体，则H3=0。这样，如果您知道vapHm(T2)=vapHm(T1) H1 H4:(5-1-6)，上图中还显示了vapHm(T1)和CP，m，那么常识也是vapHm示例5-1-2表明

4、，水在100，101.325kPa时没蒸发焓vapHm(100)=40.63kJmol-1，水和水蒸气的平均摩尔静压热容量分别为CP，M (1)=76.50，水蒸气以上解决方案：根据相变热与温度的关系：3 .相变过程的熵变化计算(1)可逆过程相变熵相变是在无限接近相平衡条件下进行的相变。例如，在373.15K时，水的饱和蒸汽压为101.325kPa，因此是在373.15K，101.325kPa条件下，与水蒸气构成的系统平衡的系统。将蒸汽的压力减少到DP会破坏水和水蒸气的平衡，从而使水蒸发。纯物质的可逆相变都具有恒温、降压的特点，因此在牙齿条件下相变过程的热量就是相变。根据熵变化的定义，可逆相变

5、的相变熵是摩尔熔融熵、摩尔蒸发熵、摩尔升华熵、摩尔跃迁熵，讨论相变时总是提到相变温度。沸点是液体的饱和蒸汽压等于环境压力时的沸腾温度。环境压力为101.325kPa时，液体的沸腾温度称为正常沸点或标准沸点。正常相变在该点发生相变时都是可逆的。(5-1-7)，(5-1-8)，(5-1-9)，(5-1-10)，(5-1-11)，范例解决方案：101.325kPa，110液体甲苯是甲苯蒸汽，从常数T，P变为110，101.325kPa。这是正常相变点发生可逆相变，因此(2)非可逆相变过程的相变熵在无限接近相变平衡条件下进行的相变过程都是非可逆相变过程。例如，101.325kPa，90的水蒸气在恒温恒

6、压力下变成液体状态。不可逆相变过程的相变求出S时，不可逆相热Q除以过程温度T不能直接计算。牙齿不可逆相变过程的相变S的计算，需要在相同的淀粉状态之间设计可逆过程，然后计算牙齿可逆过程的熵变成S。(约翰f肯尼迪，Northern Exposure(美国电视电视剧)，示例5-1-4是101.325kPa，50的1molH2O(1)是101.325 kPa，50的1 molh 2o(1)已知水的Cp.m(1)=73.5JK-1mol-1，Cp，m (g)=33.6 JK-1 mol-1，100时va PHM=40.59 kj mol范例5-1-1解决方案：可逆过程是如何设计的，取决于标题给出的数据。

7、如果牙齿问题在100，101.325kPa给了水的摩尔蒸发钨，则为此设计了路径。H2O(l)T2=323.15 k1 molp 2=101.325 kpa，H2O(g)T2=323.15 k1 molp 2=101.325 kpa，H2O吉布斯函数判定：要分别计算系统的焓变化和熵变化，然后计算系统的G，以判断过程的自发性。示例5-1-5得出101325Pa和-10中1.00mol过冷水凝固过程的S。已知冰的质量熔融焓为334.7Jg-1，水和冰的质量热容量分别为CP (H2O，1)=4.184Jg-1K-1，Cp(H2O，s)=2.092 jg-1K-1要计算s，可以在相同的淀粉状态之间设计逆

8、境路进行。H2O(l)T2=263.15 k1 mol p=101.325 kpa，H2O(S)T2=263.15 k1 mol p=101.325 kpa，H2O H2o流程(1)系统吸热：流程(2)系统发热：流程(3)系统发热：上述每个流程均以101.325kPa执行，因此Qp=H，即在凉水结冰期间释放5.65kJ的热量。因此，环境的熵变化可以根据哈式计算。因此，冷水凝固成冰是自发的过程。对于封闭系统为恒温、恒压、非容积操作为零的条件，可以使用吉布斯函数判据来判断过程的方向和局限性。在恒温、抗压力和W=0条件下，封闭系统内的相变过程B()=B()组B分别由B和B组成。此外，在恒温恒压下，微

9、量B组转移到相()。由于物质的移动，系统的吉布斯函数变化值如下。因此，可以通过吉布斯函数判定得到。恒温、抗压力和W=0条件下的自发平衡，(5-1-12)；如果B=B，则dG=0，组B平衡两个阶段。化学势可以测定物质迁移的趋势。在恒温、抗压力和W=0条件下，B组在化学力高的相对化学力低的相变中自动转移，直到B组等于两相化学。换句话说，相变达到平衡。另外，对于G=H- TS、恒温、恒压和W=0的相变过程，吉布斯函数判定也可以记录为自发平衡，(5-1-13)，示例5-1-6可以记录为1molH2O(l)解决方案：由于fusG 0，根据食物(5-1-13)，在101.325kPa，265.15K条件下，凝结成水的相变过程可以自发进行。从前面的讨论中可以看出，在逆相变过程中，从上均衡判定可以看出，逆相变实际上意味着系统的想象和两相平衡共存。示例1mol液态水从100，101.325kPa蒸发为真空，蒸发为101