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文档简介

1、20-5 自由能与吉布斯函数,一 . 热平衡的熵判据,一切孤立系中发生的不可逆过程，总是向着熵增加的方向进行，,并最终达到熵最大的状态,平衡态。,或表述为：,一个系统在体积和内能不变的条件下，对于各种可能的变动，,平衡态的熵最大。,二. 亥姆霍兹自由能,1. 由热力学第一定律,和热力学第二定律,即,定义态函数 F,F称为亥姆霍兹自由能或自由能。,2. 最大功原理,等温过程中，系统自由能的减少等于系统,所输出的最大功。,即,或,在高温下的定体积系统中(A=0)，,F,最小，,熵S最大,无序状态,在低温下，,T,0,F中的内能U占优势，平衡态由U极小决定,有序状态。,三、吉布斯函数,1. 在等温等

2、压过程中，如果外界对系统做功A中除体积功外还有,其他形式的功A:,则由热力学第二定律有,或,3.自由能判据,系统在温度和体积不变的条件下，对于各种可能的变动，,平衡时自由能最小。,则由热力学第二定律有,即,定义态函数,G,称为吉布斯函数，,或吉布斯自由能，自由焓。,在等温等压过程中，吉布斯函数的,减少是除体积功以外系统所输出的最大功。,2。自由焓判据或吉布斯函数判据,系统在只有体积功（A=0)的等温等强过程中，对于各种可能的变动，平衡态的自由焓或吉布斯函数最小。,即,（系统等温等强过程中的平衡态判据）,四 开系和多元系的热力学基本方程 化学势,1。单元系：,化学纯物质系统（可以不均匀）。,多元系：,由多种化学成分的粒子组成的系统。,复相系：,一个不均匀系统分为若干个均匀部分，每部分为一个相。,2。 开系的热力学基本方程,由,取全微分,利用热力学基本方程,可得,只适用于粒子数不变,开系：,每个相的粒子数或质量可变，与外界有能量和物资交换。,对于开系：,其中化学势,(T.p不变时，系统增加一个粒子时G的变化）,开系的热力学基本方程,3。多元系的热力学基本方程,多元系的热力学

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