溶液的化学势、逸度、逸度系数ppt课件
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4
§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。
5
§8-2 溶液的化学势
u 意义： i 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ui 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。
溶液性质
偏摩尔性质
二者关系
M
Mi
M xiMi
ln f
ln ˆfi
xi
ln f
xi
ln
ˆfi xi
ln
ln ˆi
ln xi lnˆi
22
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
理想混合物的提出
为了解决混合物特别是液体混合物的组分
逸度的计算问题，对于每一个系统都选择一个
与研究状态同温、同压、同组成的理想混合物
fˆ yi
(n ln ni
f ) T , p,nj
ln ˆi
(n ln )
ni
T , p,nj
∵
Mi
(nM )
ni
T , p,nj
ln
fˆ
yi
是
ln f
的偏摩尔性质
ln ˆi 是 ln 的偏摩尔性质
19
§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：
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
`.
1
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。
分i逸度及混合物总逸度
相应地也有三种逸度系数
f 当混合物的极限组成=1时， 和
对于理想气体：
fˆi 都等于 f i
f i fˆi f
17
§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。
18
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
ln
令c=1，即理想气体的逸度等于压力。
11
§ 8-2 溶液的逸度、逸度系数
得到：
dGi RTd ln fi lim fi 1
P0 P
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
i
fi P
12
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
14
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
混合物组分i的逸度系数
ˆ fˆi
i
y Pi
15
§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
dG RTd ln f lim f 1
P0 P
f
P
16
§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
混合物组分i的逸度1）．fˆi 混合物中组分i的逸度。
dGi RTd ln fˆi yi 是混合物组分i的摩尔分数。
lim fˆi 1 P 0 yi P
2）．fˆi对ig于理想yi气P体： pi
p i 称作理想气体的分压。真实气
体没有分压概念。
3）．
P yiP pi P yi
M (xiMi )
ln f
fˆ ( yi ln yi )
ln (yi lnˆi )
20
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
有三种逸度及逸度系数：
纯组分的逸度：fi 混合物的逸度：f
溶液中组分的分逸度：fˆi
纯组分的逸度系数：i 混合物的逸度系数：
溶液中组分的分逸度系数：ˆi 21
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
（理想溶液）作参考态，提出理想混合物的概
念。
23
`.
2
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
`.
3
§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。
6
§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
7
§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。
9
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
dG Vdp SdT
等温条件下应用于1mol纯流体i：
dGi VidP
对于理想气体：
dGi
RT P
dP
dGi
RTd ln
P
10
§ 8-2 溶液的逸度、逸度系数
对于真实气体，定义fi，令
dGi RTd ln fi
∵
dGi
RT p
dP
dGi
RTd
百度文库
ln
P
RTd ln fi RTd ln P fi c P，c为常数
8
§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
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。 §9-2 溶液的逸度、逸度系数 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。
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§8-2 溶液的逸度、逸度系数
§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。
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§8-2 溶液的化学势
u 意义： i 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ui 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。
溶液性质
偏摩尔性质
二者关系
M
Mi
M xiMi
ln f
ln ˆfi
xi
ln f
xi
ln
ˆfi xi
ln
ln ˆi
ln xi lnˆi
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§8-2 溶液的逸度、逸度系数
理想混合物的提出
为了解决混合物特别是液体混合物的组分
逸度的计算问题，对于每一个系统都选择一个
与研究状态同温、同压、同组成的理想混合物
fˆ yi
(n ln ni
f ) T , p,nj
ln ˆi
(n ln )
ni
T , p,nj
∵
Mi
(nM )
ni
T , p,nj
ln
fˆ
yi
是
ln f
的偏摩尔性质
ln ˆi 是 ln 的偏摩尔性质
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§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：
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
`.
1
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。
分i逸度及混合物总逸度
相应地也有三种逸度系数
f 当混合物的极限组成=1时， 和
对于理想气体：
fˆi 都等于 f i
f i fˆi f
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§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。
18
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
ln
令c=1，即理想气体的逸度等于压力。
11
§ 8-2 溶液的逸度、逸度系数
得到：
dGi RTd ln fi lim fi 1
P0 P
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
i
fi P
12
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
14
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
混合物组分i的逸度系数
ˆ fˆi
i
y Pi
15
§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
dG RTd ln f lim f 1
P0 P
f
P
16
§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
混合物组分i的逸度1）．fˆi 混合物中组分i的逸度。
dGi RTd ln fˆi yi 是混合物组分i的摩尔分数。
lim fˆi 1 P 0 yi P
2）．fˆi对ig于理想yi气P体： pi
p i 称作理想气体的分压。真实气
体没有分压概念。
3）．
P yiP pi P yi
M (xiMi )
ln f
fˆ ( yi ln yi )
ln (yi lnˆi )
20
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
有三种逸度及逸度系数：
纯组分的逸度：fi 混合物的逸度：f
溶液中组分的分逸度：fˆi
纯组分的逸度系数：i 混合物的逸度系数：
溶液中组分的分逸度系数：ˆi 21
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
（理想溶液）作参考态，提出理想混合物的概
念。
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`.
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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
`.
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§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。
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§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
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§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。
9
§8-2 溶液的逸度、逸度系数
dG Vdp SdT
等温条件下应用于1mol纯流体i：
dGi VidP
对于理想气体：
dGi
RT P
dP
dGi
RTd ln
P
10
§ 8-2 溶液的逸度、逸度系数
对于真实气体，定义fi，令
dGi RTd ln fi
∵
dGi
RT p
dP
dGi
RTd
百度文库
ln
P
RTd ln fi RTd ln P fi c P，c为常数
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§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
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。 §9-2 溶液的逸度、逸度系数 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。
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§8-2 溶液的逸度、逸度系数