多组分系统热力学
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* 摩尔体积 Vm,B
V nB
一、
单组分系 B
* 摩尔热力学能 U m,B
U nB
摩尔焓
* H m,B
H nB S nB
摩尔熵
* Sm,B
摩尔亥姆霍兹能 Fm , B
F nB
摩尔吉布斯能 G * G m,B nB 摩尔热力学函数值都是强度性质 二、多组分系统的偏摩尔量 X X X dX dp dn1 dT p n T p ,ni T ,ni 1 T , p ,n 1
多组分系统热力学 掌握 偏摩尔量和化学势的概念， 偏摩尔量的集合公式， 多组分系统的化学势判据。 熟悉 组分可变系统的热力学基本关系式，气体混合物的化学势表示，稀溶液中溶 剂和溶质的化学势表示。 了解 吉布斯-杜赫姆公式，温度、压力对化学势的影响，化学势在化学平衡和相 平衡中的应用，真实溶液化学势的表示。 一、溶液的特点 定义：由多种物质组成，其中每一种物质都以分子、原子、离子的形式分散到其它 物质之间。 特点： 多组分均相，组成可在一定范围内变化。 分类 气态溶液（气体混合物） 液态溶液 固态溶液（固溶体） 溶剂(A)和溶质(B) 二、溶液组成的习惯表示方法 组成是溶液的强度性质：T，p，组成 n 1、 摩尔分数 xB B nB
B
G nB T , p ,n
jB
化学势：在一定条件下，除 B 以外其它组分不变，加入 1mol B 引起的某热力学函 数的变化。 注意：不是任意热力学函数对 nB 的偏微商都称作化学势，要注意下角条件，只有 用吉布斯能表示的化学势才是偏摩尔量。 三、 化学势的应用 等温等压：(dG ) dn 0
j
X dn2 ...... n 2 T , p , n j 2
X dX n B
dn B T , p , n j B
ni 表示所有物
质, nj 表示除了某一物质之外的所有物质 二、多组分系统的偏摩尔量 • 只有广度性质才有偏摩尔量，而偏摩尔量是强度性质。 偏摩尔量是强度性质，与系统的组成有关，而与总量无关。
任何偏摩尔量都是 T，p 和组成的函数。 纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量。 一、 G GB , m 狭义定义： B n B T , p , n j B 二、敞开系统的基本关系式 dG=-SdT+Vdp 等基本关系式只适用于组成不变的封闭系统中 W’=0 的过程。 对组成可变的封闭系统（即敞开系统）中 W’=0 的过程，基本关系式如何表示？ 二、敞开系统的基本关系式
T , p ,W ' 0
B
B
B
自发过程
B B
B
dnB 0 dnB 0
B
平衡过程
B dnB 0 不能发生 B 结论：物质的化学势是决定物质传递方向和限度的一个热力学函数 反应物的化学势之和大于产物，反应可自发进行 反应物的化学势之和等于产物，反应达平衡 在等温、等压和 W’=0 的条件下，物质总是由高化学势流向低化学势，平衡时化学 势相等 反应物的化学势之和小于产物，反应不能正向进行，但逆向可以进行 在 W’=0 的条件下，化学势决定过程的方向（化学势判据） 。 在 W’=0 的条件下，化学势相等是平衡的条件。
G f (T , p, n1 , n2 , ..........) G G G dG dp dT n p T p ,ni T ,ni B T , p , n j B dG SdT Vdp ( B dnB )
nB mA n 3、物质的量浓度 cB B V mB 4、质量分数 wB mB
2、质量摩尔浓度 mB 二、溶液组成的习惯表示方法 （1）各种浓度的换算：选合适量的溶液 如某 H2SO4(B)溶液 wB=5% 5 / 98 xB 0.0096 5 / 98 95 / 18 5 / 98 mB 0.000537 95 （2）在很稀的浓度范围内，以上各量之间成正比。 一、单组分系统的摩尔量 质量一定的单组分封闭系统 理想气体 V f(T , p ) 具有广度性质的状态函数与物质的量有关。各摩尔热力学函数值的定义式分别为：
B
条件：组成变化或开放的均相系统 二、敞开系统的基本关系式
B
U nB S ,V ,n j B
H f ( S , P , n1 , n2 , ..........) F f (T ,V , n1 , n2 , ..........)
H F B B nB S , p ,n jB nB T ,V ,n jB
V nB
一、
单组分系 B
* 摩尔热力学能 U m,B
U nB
摩尔焓
* H m,B
H nB S nB
摩尔熵
* Sm,B
摩尔亥姆霍兹能 Fm , B
F nB
摩尔吉布斯能 G * G m,B nB 摩尔热力学函数值都是强度性质 二、多组分系统的偏摩尔量 X X X dX dp dn1 dT p n T p ,ni T ,ni 1 T , p ,n 1
多组分系统热力学 掌握 偏摩尔量和化学势的概念， 偏摩尔量的集合公式， 多组分系统的化学势判据。 熟悉 组分可变系统的热力学基本关系式，气体混合物的化学势表示，稀溶液中溶 剂和溶质的化学势表示。 了解 吉布斯-杜赫姆公式，温度、压力对化学势的影响，化学势在化学平衡和相 平衡中的应用，真实溶液化学势的表示。 一、溶液的特点 定义：由多种物质组成，其中每一种物质都以分子、原子、离子的形式分散到其它 物质之间。 特点： 多组分均相，组成可在一定范围内变化。 分类 气态溶液（气体混合物） 液态溶液 固态溶液（固溶体） 溶剂(A)和溶质(B) 二、溶液组成的习惯表示方法 组成是溶液的强度性质：T，p，组成 n 1、 摩尔分数 xB B nB
B
G nB T , p ,n
jB
化学势：在一定条件下，除 B 以外其它组分不变，加入 1mol B 引起的某热力学函 数的变化。 注意：不是任意热力学函数对 nB 的偏微商都称作化学势，要注意下角条件，只有 用吉布斯能表示的化学势才是偏摩尔量。 三、 化学势的应用 等温等压：(dG ) dn 0
j
X dn2 ...... n 2 T , p , n j 2
X dX n B
dn B T , p , n j B
ni 表示所有物
质, nj 表示除了某一物质之外的所有物质 二、多组分系统的偏摩尔量 • 只有广度性质才有偏摩尔量，而偏摩尔量是强度性质。 偏摩尔量是强度性质，与系统的组成有关，而与总量无关。
任何偏摩尔量都是 T，p 和组成的函数。 纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量。 一、 G GB , m 狭义定义： B n B T , p , n j B 二、敞开系统的基本关系式 dG=-SdT+Vdp 等基本关系式只适用于组成不变的封闭系统中 W’=0 的过程。 对组成可变的封闭系统（即敞开系统）中 W’=0 的过程，基本关系式如何表示？ 二、敞开系统的基本关系式
T , p ,W ' 0
B
B
B
自发过程
B B
B
dnB 0 dnB 0
B
平衡过程
B dnB 0 不能发生 B 结论：物质的化学势是决定物质传递方向和限度的一个热力学函数 反应物的化学势之和大于产物，反应可自发进行 反应物的化学势之和等于产物，反应达平衡 在等温、等压和 W’=0 的条件下，物质总是由高化学势流向低化学势，平衡时化学 势相等 反应物的化学势之和小于产物，反应不能正向进行，但逆向可以进行 在 W’=0 的条件下，化学势决定过程的方向（化学势判据） 。 在 W’=0 的条件下，化学势相等是平衡的条件。
G f (T , p, n1 , n2 , ..........) G G G dG dp dT n p T p ,ni T ,ni B T , p , n j B dG SdT Vdp ( B dnB )
nB mA n 3、物质的量浓度 cB B V mB 4、质量分数 wB mB
2、质量摩尔浓度 mB 二、溶液组成的习惯表示方法 （1）各种浓度的换算：选合适量的溶液 如某 H2SO4(B)溶液 wB=5% 5 / 98 xB 0.0096 5 / 98 95 / 18 5 / 98 mB 0.000537 95 （2）在很稀的浓度范围内，以上各量之间成正比。 一、单组分系统的摩尔量 质量一定的单组分封闭系统 理想气体 V f(T , p ) 具有广度性质的状态函数与物质的量有关。各摩尔热力学函数值的定义式分别为：
B
条件：组成变化或开放的均相系统 二、敞开系统的基本关系式
B
U nB S ,V ,n j B
H f ( S , P , n1 , n2 , ..........) F f (T ,V , n1 , n2 , ..........)
H F B B nB S , p ,n jB nB T ,V ,n jB
