§3.3化学势及多组分系统热力学基本方程解读
物化各种公式概念总结
第一章热力学第一定律一、基本概念系统与环境，状态与状态函数，广度性质与强度性质，过程与途径，热与功，内能与焓。
二、基本定律 热力学第一定律：ΔU =Q +W 。
三、基本关系式1、体积功的计算 δW = －p 外d V恒外压过程：W = －p 外ΔV定温可逆过程（理想气体）：W =nRT 1221ln ln p p nRT V V = 2、热效应、焓：等容热：Q V =ΔU （封闭系统不作其他功）等压热：Q p =ΔH （封闭系统不作其他功）焓的定义：H =U +pV ; ΔH =ΔU +Δ(pV )焓与温度的关系：ΔH =⎰21d p T T T C3、等压热容与等容热容：热容定义：V V )(T U C ∂∂=；p p )(T H C ∂∂= 定压热容与定容热容的关系：nR C C =-V p热容与温度的关系：C p ，m =a +bT +cT 2四、第一定律的应用1、理想气体状态变化等温过程：ΔU =0 ; ΔH =0 ; W =－Q =⎰-p 外d V等容过程：W =0 ; Q =ΔU =⎰T C d V ; ΔH =⎰T C d p等压过程：W =－p e ΔV ; Q =ΔH =⎰T C d p ; ΔU =⎰T C d V可逆绝热过程：Q =0 ; 利用p 1V 1γ=p 2V 2γ求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d pC V (㏑T 2-㏑T 1)=nR(㏑V 1-㏑V 2)（T 与V 的关系）C p (㏑T 2-㏑T 1)=nR(㏑P 2-㏑P 1) (T 与P 的关系)不可逆绝热过程：Q =0 ;利用C V (T 2-T 1)=－p 外(V 2-V 1)求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p2、相变化 可逆相变化：ΔH =Q =n ΔH ； Ｗ＝－p (V 2-V 1)=－pV g =－nRT ; ΔU =Q +W3、实际气体节流膨胀：焦耳-汤姆逊系数：μJ-T （理想气体在定焓过程中温度不变，故其值为0；其为正值，则随p 降低气体T 降低；反之亦然）4、热化学标准摩尔生成焓：在标准压力和指定温度下，由最稳定的单质生成单位物质的量某物质的定压反应热（各种稳定单质在任意温度下的生成焓值为0） 标准摩尔燃烧焓：…………，单位物质的量的某物质被氧完全氧化时的反应焓第二章 热力学第二定律一、基本概念 自发过程与非自发过程二、热力学第二定律热力学第二定律的数学表达式（克劳修斯不等式）T Q dS δ≥ “=”可逆；“＞”不可逆三、熵（0k 时任何纯物质的完美结晶丧子为0）1、熵的导出：卡若循环与卡诺定理（页522、熵的定义：T Q dS r δ=3、熵的物理意义：系统混乱度的量度。
化学势概述
化学势在相平衡中的应用
(B B )dnB 0
因为 dnB 0 所以
B B
组分B在α，β两相中，达平衡的条件是该
组分在两相中的化学势相等。
如果组分B在α，β两相中的转移是自发的，则
(dG)T.p 0
(B B )dnB 0
dnB 0
B
B
自发变化的方向是组分B从化学势高的β相转
移到化学势较低的α相。
化学势的定义
U U (S,V , n1, n2, , nk )
同理，
H H (S, p, n1, n2, , nk )
A A(T ,V , n1, n2, , nk )
G G(T , p, n1, n2 , , nk )
相应的化学势定义式为：
B
def
H ( nB )S , p,nc (cB)
Hale Waihona Puke 化学势与压力的关系(B p
)T
,nB
,nc
[
p
(
G nB
)T
,
p , nc
]T
,nB
,nc
[
nB
G ( p )T ,nB ,nc ]T , p,nc
V ( nB )T , p,nc
VB
对于纯组分系统，根据基本公式，有：
(
Gm p
)T
Vm
对多组分系统，把 Gm 换为 B ，则摩尔体积变为偏
B
T
T
]p,nB,nC
T
B
T
p,nB,nC T2
B
TSB B HB
T2
T2
U U (S,V , n1, n2, , nk )
其全微分为
dU
多组分系统热力学及其在溶液中的应用概念及公式总结
第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用一.多组分系统的组成表示法1.混合物中任一组分B的表示法：（1）B的质量浓度： B的质量浓度=B密度（2）B的质量分数：（3）B的浓度：（4）B的摩尔分数：（单位为1）2.溶液中任一组分B的表示法：（1）溶质B的质量摩尔浓度或：（2）溶质B的摩尔比：（单位为1）二、偏摩尔量1.系统的任一种容量性质Z除了与温度、压力有关外，还与系统中各组分的数量即物质的量有关。
2.偏摩尔量的Gibbs自由能：【只有广度性质才有偏摩尔量，偏微商外的下角标均为，，即只有在等温等压，除B以外的其他组分的量保持不变时，某广度性质对组分B 的物质的量的偏微分才称为偏摩尔量又称为化学势】3.偏摩尔量的加和公式：例：在298K和大气压力下，含甲醇（B）的摩尔分数X为的水溶液的密度为dm3 ,B甲醇的偏摩尔体积，试求该溶液中水的偏摩尔体积：三、化学势（化学势是状态函数，是强度量，绝对值不可知，因此不同物质的化学势大小不能进行比较）1.热力学能：狭义化学势是指偏摩尔Gibbs自由能：2.化学势在相平衡中的应用：化学式与温度、压力的关系：化学式与压力的关系：化学式与温度的关系：四、气体混合物中各组分的化学式：对于理想气体混合物的分子模型和纯理想气体是相同的，即分子自身的体积相对容器体积而言可以忽略不计，分子间的相互作用能极小也可以忽略不计。
因此，把几组纯组分的理想气体混合变成混合气体时，混合热等于零，并在宏观上遵守如下的状态方程：也满足道尔顿分压定律：混合气体平衡后有：混合气体的化学势：五、稀溶液中的两个经验定律1.拉乌尔定律：（溶剂）（如果溶剂和溶质分子间的相互作用的差异可以忽略不计，而且当溶质和溶剂形成溶液时，，相当于形成了液体混合物，则由于在纯溶剂中加入溶质后减少了溶液单位体积和单位表面上溶剂分子的数目，因而也减少了单位时间内可能离开液相表面而进入气相的溶剂分子数目，以致溶剂与其蒸汽在较低的蒸汽压力下即可达到平衡，所以溶液中溶剂的蒸气压较纯溶剂的蒸气压较低）2.亨利定律：（溶质）、、六、理想液态混合物：（当各组分混合时，没有焓变和体积的变化，即、）1理想液态混合物中任一组分的化学势：设温度T时，当理想液态混合物与其蒸汽达平衡时，理想液态混合物中任一组分B与气相中该组分的化学势相等，即.=1 , 故在温度T，压力P时，对于纯的液相B，XB七、稀溶液的依数性：（取决于所含溶质分子的数目，而与溶质本性无关）1. 凝固点降低：固态纯溶剂与溶液成平衡时的温度称为溶液的凝固点。
化学势与热力学基本方程
dA dG d( pV ) SdT pdV
K i 1
idni
dH dG d(TS) TdS Vdp
K i 1
i
dni
dU dH d( pV ) TdS pdV
K i 1
idni
适用于组成可变的均相多组分系统， 并且不考虑除压力以外的其它广义力
A A(T , V , n1, n2 , , nK )
1
dn K ( ) ( )
i1 i
i
dH TdS Vdp
1
dn K ( ) ( )
i1
1
dn K ( ) ( )
i1 i
i
dG SdT Vdp
1
dn K ( ) ( )
i1 i
i
0 SdT Vdp
1
n d K ( ) ( )
Gi
dni
i
def
Gi
G ni
T , p,nji
K
G ni i i1
H G TS
n K
i1 i i
TS
U H pV
n K
i1 i i
TS
pV
A U TS
n K
i1 i i
pV
dG
G T
p,nj
dT
G p
T ,nj
dp
K i 1
idni
i i (T , p, x1, x2 , , xK 1 )
i i (T ,Vm , x1 , x2 , , xK 1 )
i i (Sm , p, x1 , x2 , , xK 1 )
i i ( Sm ,Vm , x1 , x2 , , xK 1 )
2.多相多组分系统的热力学基本方程
物理化学 第三章 多组分系统热力学
B
B
<0 自发 =0 可逆
结论：如果B组分在 相中的化学势比在 相 中的化学势低，那么，B物质由 相向 相迁
移是自发过程。如果B组分在两相中的化学势相 等，则B组分在两相中达平衡。宏观上迁移停止。
，V m乙醇
58 35cm3
mol 1
那么两种液体以任意比例混合
时，总体积值不等。如0．5mol的水和 0．5mol
的乙醇混合.
总体积 :
V 051809 055835 38 22cm3
V=37.2cm3
乙醇的 质量分数
V乙醇 cm3
0.10 12.67
0.20 25.34
0.30 38.01
变化为多少？已知25℃时甲醇和水的密度分别
为 甲醇 07911g cm3 水 09971g cm3
解:混合 Vm，CH3OH 3901cm3 mol1
Vm，H2O 1735cm3 mol1
V混 n1V1 n2V2 0 617 35 0 439 01 26 01cm3
混合前
V未
n1VH2 O
dGT、P=∑μBdnB≤0 判据应用举例：
<0 自发 =0 可逆
1.相变过程
假如系统中有 、 两相，其中都有B组分，在恒温
恒压下处于某种状态,设B组分在 、 相的化学势为
B
和
B
,有dnB物质从
向 相 迁移则
dG
B
dnB
dG B dnB
dGTp dG dG (B B )dnB
dnB 0
0.40 50.68
0.50 63.35
0.60 76.02
0.70 88.69
0.80 101.36
物理化学-多组分系统热力学
①μa = μb ②μc < μd ③μe > μf ④μa < μd ⑤ μb < μd ⑥ μd > μf
4. 化学势判据及应用举例 恒温、恒容
封闭系统，W′=0
恒温、恒压
分别代入
dG SdT Vdp B α dnB α αB
封闭系统，W′=0
恒温恒容或恒温恒压
化学势判据
化学势 判据
系统某广度量 X表现为温度 T、压力 p 及系统各组 分物质的量 nB、nC、nD、…等的函数：
X (T , p, nB, nC , nD ,)
恒温恒压下，系统中每一组分物质的量增加相同的倍数λ ， 则其广度量也增加同样的倍数：
X T , p, nB , nC , nD , X T , p, nB, nC, nD,
解： 由题意得：水和甲醇的偏摩尔体积分别为：17.35ml/mol和
39.01ml/mol. 由集合公式可得，混合后溶液体积为：
nBVB V
V=0.4mol× 39.01ml/mol+0.6mol×17.35ml/mol=26.01ml
未混合前，甲醇和水各自体积的加和为：
V
n甲醇M甲醇
甲醇
n水M 水
S ,V ,nC
H nB
S , p,nC
A nB
T ,V ,nC
保持上述四个基本热力学函数U/H/A/G的特征变量和除B 以外其它组分物质的量不变，某热力学函数随组分B的物质 的量的变化率称为化学势。
注意不同的下标变量：不能把任意的热力学函数对nB的 偏微商都称为化学势，一定的限制条件。
任一化学反应，假定系统已处于相平衡，
任一组分B在每个相中的化学势都相等：
Bα B
第3章 多组分系统的热力学,逸度和活度
3.1 引言
I.
多组分系统的热力学
3.2 偏摩尔量 3.3 化学势与热力学基本方程 3.4 平衡判据与平衡条件 3.5 相律
返回首页
II. 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13
逸度、活度和混合性质 化学势与逸度 逸度和逸度因子的求取 拉乌尔定律和亨利定律 理想混合物和理想稀溶液 化学势与活度（1） 活度和活度因子的求取 化学势与活度（2） 混合性质与超额函数
2.组成可变的多相多组分系统 多相系统的广延性质
X X ( 1 ) X ( 2 ) X ( ) X ( )
dX dX
(1)
dX
( 2)
dX
1 ( )
dX ( )
1
热力学基本方程
dU TdS pdV
返回章首
I. 多组分系统的热力学
3.2 偏摩尔量
1.偏摩尔量的定义与物理意义
根据关于状态函数的基本假定，对于均相 多组分系统的广延性质X，可写出
X X (T , p, n1 , n2 , , nK )
K
X X dX dT dp T p p ,n j T ,n j
51.823 0.2788nB / mol cm 3 mol -1
A
返回章首
V nAVA nBVB
VA V nBVB / nA M A / m A V nBVB 18.0152 / 1 10 3 1002.935 51.832nB / mol 0.1394nB / mol
多组分系统
例如：一个封闭容器中，装有一定数量的乙醇水
溶液，上方为蒸气，整个容器是一个封闭系统， 若分别选取液相或气相作为系统，由于两相之间 有物质交换，所以液相或气相都是敞开系统。
（2）多组分系统的广度性质，一般说来不 多组分系统的广度性质， 再具有简单的加和性， 再具有简单的加和性，即并不等于各组分 在纯态时该广度性质之和。 在纯态时该广度性质之和。
19
在等温等容且定组成的条件下
µ
B
∂A = ( )T ∂nB
,V , n ( C ' , C ' ≠ B )
三 个 偏 导 数 都 叫 化 学 势
20
在等熵等压且定组成的条件下
µB
∂H = ( ) S , P , n ( C ' ,C ' ≠ B ) ∂nB
在等熵等容且定组成的条件下
∂U µB = ( ) S ,V , n ( C ' ,C ' ≠ B ) ∂n B
＞自发 ＝平衡
相平衡判据
22
它表明，在等温等压且没有非体积功的条件下， 它表明，在等温等压且没有非体积功的条件下， 则组分B将自动由α 若 α β ，则组分B将自动由α相转移
µB > µB µB = µB
α
到 β相 。 则组分B 则组分B在α和β两相中达 平衡。 平衡。
若
β
纯物质B*达成两相平衡的条件是： 纯物质 达成两相平衡的条件是： 达成两相平衡的条件是
Z = f (T , P, nB , nC ......)
12
若系统的状态发生任意一个微小变化，即T,P,nB,nC,诸 变量任意独立改变无限小量时，则Z也会有相应的微 小变化，其全微分为：
∂Z ∂Z dZ = ( ) P ,n ( B ) dT + ( )T ,n ( B ) dP ∂P ∂T ∂Z +( )T , P ,n ( C ,C ≠ B ) + ...... ∂nB
《多组分系统热力学》课件
02
03
气候变化
多组分系统热力学可用于研究温室气 体在大气中的分布和变化，为气候变 化研究提供数据支持。
在生物学中的应用
生物代谢过程
多组分系统热力学可用于研 究生物体内的代谢过程，分 析代谢产物的生成和能量转
换效率。
生物分子相互作用
利用多组分系统热力学模型 ，可以研究生物分子之间的 相互作用和结合机制，为药 物设计和生物工程提供理论
依据。
生物系统稳定性
通过多组分系统热力学模型 ，可以分析生物系统的稳定 性和动态变化，为生物保护 和生态平衡提供理论支持。
THANK YOU
感谢聆听
相变过程
相变的概念
物质在一定条件下，从一种相转变为另一种相的过程 。
相变的热力学条件
相变过程总是向着熵增加的方向进行，同时满足热力 学第一定律和第二定律。
相变过程的分类
根据相变过程中物质状态的变化，可以分为凝聚态物 质相变和气态物质相变等。
化学反应过程
化学反应的概念
化学反应是指分子破裂成原子，原子 重新排列组合生成新分子的过程。
化学势具有加和性，即对于多组分 系统中的某一组分，其化学势等于 其他组分的化学势之和。
相平衡和化学平衡
相平衡是指多组分系统中各相之间的平衡状态，是 热力学的基本概念之一。
化学平衡是指多组分系统中化学反应达到平衡状态 时的状态，是热力学的基本概念之一。
相平衡和化学平衡是相互关联的，可以通过化学势 来判断是否达到相平衡或化学平衡状态。
04
多组分系统的热力学过程
热力学过程
热力学第一定律
能量守恒定律，即在一个封闭系统中，能量不能被 创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
第三章 多组分系统热力学《物理化学》要点
B
μB dnB
B
μB dnB
不但适用于变组成的封闭系统，还适用于变组成的敞开系统。
二、化学势在相平衡中的应用
•在等温等压且W′=
0条件下，封闭体系中过程
自发性判据为:
dGT , P 0
{
自发 （W ' 0) 平 衡态
对于多组分均相系统：等温等压且W′= 0条 件下判据为：
dGT , P B dnB 0
B
{
自发 （W ' 0) 平衡态
对于一个单组分多相封闭系统有
相
相
假设 B 由 相 转移至 相 的物质的量 dn 无限小，且：
dn 0 而： dn -dn
dG dG( ) dG( )
B dn B dn
B (dn ) B dn
G 其中只有 n B
T,p, n C
是偏摩尔量，其余三个均不是
偏摩尔量。
对组成可变的系统四个热力学方程为:
dU T dS p dV
dH T dS V dp
B
μB dnB
μB dnB
B
dA -S dT V dP
dG S dT V dp
(3) 多相系统平衡时有: μ в(α)= μв(β) =……B物质在各相 中的化学势相等.
三、化学势与温度压力的关系
（ B ） p , nC S B T
SB＞0，所以当温度升高时，化学势降低。
( B / T ) 1 B B B TS B HB [ ] p , nC ( ) p ,nC 2 2 2 T T T T T T
物理化学第七版第三章 多组分系统热力学
B1
常见偏摩尔量如下：
VB ,m
V ( nB
)T , p,n jB
U B ,m
U ( nB
)T , p,n jB
H
H B,m
( nB
)T , p,n jB
S SB,m ( nB )T , p,njB
F FB,m ( nB )T , p,njB
G
GB,m
( nB
)T , p,n jB
注意：1、只有广度性质才有偏摩尔量，偏摩尔量是 强度性质的状态函数。
广义化学势：保持特征变量和除B以外其它组分不变 时，某热力学函数随物质的量 nB的变化率称为广义化 学势。
注意：任意热力学函数的偏摩尔量并不都是化学势， 只有偏摩尔吉布斯能才是化学势。
二、化学势与温度及压力的关系（自学）
G f (T , p, n1, n2 , ...) 组成恒定时 dG -SdT Vdp
dG SdT Vdp BdnB
恒温恒压下： dG BdnB
化学势判据：恒温恒压且不做非体积功时：
dG BdnB 0
dG BdnB 0
k
dG BdnB 0 B1
自发进行 可逆或平衡 不能进行
1、化学势在相平衡中的应用
恒温恒压下，dnB摩尔的B物质由 相转移到 相：
dG=dG+dG 相 dnB
H* m,A
(s)
RT 2
dT
ln
xA
fus
H* m,A
R
1
Tf
1 Tf*
Tf
RTf*Tf
fus
H* m,A
ln xA
K f
ln
xA
K f
ln(1
xB )
多组分系统热力学ppt课件
U U m (B) ( nB )T , p,nc (cB)
Hm
(B)
(
H nB
)T
,
p , nc
(cB)
Fm
(B）
(
F nB
)T
,
p , nc
(cB)
Sm
(
B）
(
S nB
)T
,
p , nc
(cB)
Gm
(
B）
(
G nB
)T
,
p , nc
( c B)
=B
3.2 偏摩尔量
(抖G B p )T = V B
(抖G B T )p = - S B
3.2 偏摩尔量
例如 H U pV
(H nB )T , p,ncB (U nB )T , p,ncB p(V nB )T , p,ncB
H B U B pVB
3.2 偏摩尔量
例: 求证 (抖G B p )T ,nB = V。m (B）
106.93
60 76.02 40.16
116.18
112.22
80 101.36 20.08
121.44
118.56
原因：
① 水分子之间、乙醇分子之间和水分子与乙醇分子之
间的分子间相互作用不同；
② 水分子与乙醇分子体积及形状不同。
3.2 偏摩尔量
对所有广度量 X 均存在同样的结果:
å X ¹
n
BX
温度、压力及除了组分 B 以外其余各组分的物 质的量均不变时，组分 B的物质的量发生了微 小的变化引起系统广度 量X 随组分B 的物质的 量的变化率。
恒温、恒压下， 在足够大量的某 一定组成的混合 或 物中加入单位物 质的量的组分B 时所引起系统广 度量 X的增量
化学反应的热力学方程
化学反应的热力学方程化学反应中的热力学方程是描述反应物质之间热能转化关系的数学表达式。
热力学方程可以帮助我们理解反应的热效应以及相关物质之间的能量转移。
本文将探讨化学反应的热力学方程及其应用。
一、热力学方程的基本概念热力学方程是根据反应物质之间的能量转化关系建立的数学模型，可以用来计算反应的热效应。
常见的热力学方程包括热动力学平衡方程、吉布斯自由能方程和麦克斯韦关系等。
1. 热动力学平衡方程热动力学平衡方程描述了反应的热力学平衡状态，其数学表达式为：ΔG = ΔH - TΔS其中，ΔG表示反应的自由能变化，ΔH表示反应的焓变化，T表示反应的温度，ΔS表示反应的熵变化。
2. 吉布斯自由能方程吉布斯自由能方程是描述化学反应的自由能变化的数学表达式，其数学表达式为：ΔG = ΔG° + RTlnQ其中，ΔG表示反应的自由能变化，ΔG°表示标准状态下的反应的自由能变化，R表示气体常数，T表示反应的温度，Q表示反应的反应物浓度之比。
3. 麦克斯韦关系麦克斯韦关系是描述热力学量之间的关系的数学公式。
其中，常见的麦克斯韦关系有以下几种：- 对于单一组分的系统：(∂ΔG/∂T)p = -ΔH/T^2- 对于多组分的系统：(∂ΔG/∂T)p = -ΔH/T^2 + (∂(ΔG/∂P)T)（∂ΔG/∂P)T为ΔG对压强的偏导数。
二、热力学方程的应用举例热力学方程在化学反应研究和工业应用中起着重要的作用。
下面以一些具体的实例，介绍热力学方程的应用。
1. 利用热力学方程计算反应热通过测量反应物质之间的热效应，可以计算出反应热。
例如，在燃烧反应中，通过测量产生的热量和反应物质的摩尔数，可以使用热力学方程计算出反应的热效应。
2. 优化化学反应条件热力学方程可以指导化学反应的条件优化。
通过对热力学方程的分析，可以确定最佳的温度、压力和反应物浓度等条件，以最大化反应的产率或改变反应平衡。
3. 导出其他热力学关系热力学方程还可以用来导出其他重要的热力学关系，例如吉布斯-亥姆霍兹方程、亚细亚稳态方程等。
化学势及多组分系统热力学基本方程
B ( )
G nB T , P , nC ,( C B )
注意Wf=0
均相，组成可变的多组分系统
dG SdT VdP B dnB
B
多相，组成可变的多组分系统
dG S dT V dP
B
B
dnB态，
B
dU TdS PdV B dnB
dU中，第一项为T，第二项为-P 比较不同方法推导出的dU
B (
U nB S ,V , nC C B
)
B ( )
B (
)
G nB T , P , nC ,( C B )
U nB S ,V , nC C B
对于H，A，均可以进行类似的推导
(
H nB S , P , nC C B
)
(
F nB T ,V , nC C B
)
注意下标的差异 重点是G：
B ( )
G nB T , P , nC ,( C B )
比较
偏摩尔量
X X B ( nB )T , P ,nC (C B)
dG SdT VdP B dnB
B
均相，组成可变的多组分系统
dG SdT VdP B dnB
4-2 多组分系统热力学-化学势
① 化学平衡 首先假定系统已处于相平衡，有
mB (a ) = mB (b) = mB (d) = L
用 mB 表示 B 组分的化学势，从而
邋 邋 a
mB (a )dn B (a ) =
B
B mB 骣 琪 琪 琪 桫a
dn B (a ) = 0
dn B 故化学平衡条件
å mBdn B = 0 B
该平衡条件与化学反应达到平衡的方式无关。
2. 多相多组分系统的热力学基本方程 ① 单相多组分系统
å dG = 骣 琪 琪 桫抖抖GT
p ,n B
dT
+
骣 琪 琪 桫
G p
dT +
T ,n B
B
骣 琪 琪 桫??nGB
dn B
T ,p ,n C
-S
V
mB
å dG = - S dT + V dp + mBdn B B
适用条件：系统处于热平衡、力平衡及非体积功为零的情 况；不仅能应用于变组成的封闭系统，也适用于开放系统。
多组分系统热力学
----化学势
势能、等高线 有没有化学反应势能的函数？
前测
偏摩尔量 单组分系统热力学基本方程； 化学反应方向限度判据；
本节课主要内容
化学势定义； 多组分系统热力学； 化学势和温度压力的关系； 化学势判据；
1. 化学势的定义
混合物(或溶液)中组分 B 的偏摩尔吉布
dAT ,V £ 0
W' = 0 恒温、恒压
dGT ,p £ 0
邋 mB (a )dn B (a )£ 0 aB 化学势判据
非体积功为零的情况下，封闭系统达到平衡时均有
邋 mB (a )dn B (a ) = 0 aB
2化学势多组分系统的热力学基本方程
根据亥氏和吉氏函数判据, 可得化学势判据:
dnB( ) dnB( ) 且 dnB( ) 0
dG B( )dnB( ) B( )dnB( ) ( B( ) B( ) )dnB( )
在一定T, p下, 若
B( ) B( )
则 dG = 0, 组分 B 在α, β两相中达成平衡. 若
B C
与组成不变系统的热力学基本方程dG =－SdT + Vdp 对比,
G G U H A G B V n T n S , n n p B T , p,nC p,nB B S ,V ,nC B T , nB C B T ,V ,nC S p ,n
组成可变的均相多组分系统
化学势
B
def
G GB n B T , p,nC
组成可变的均相多组分系统, G＝f (T, p, nB, nC……) G G G dG dT dp B dnB p n T p,nB T ,n B T , p ,n
组成可变的多相多组分系统
每一相都满足上述热力学基本方程. 因广延性质具有 加和性, 整个系统的广延性质应为各相的广延性质之和, 所 以, 当各相的T, p 都相同时, 对整个系统有
dG SdT Vdp B B( )dnB( )
dU TdS pdV B B( )dnB( )