余高奇
热力学G判据的应用范围研究
2022-6-27 10:42
阅读:1666

       平衡态热力学,也包括准静态过程假说,均是用准静态热力学性质,判定非准静态过程(化学反应或相变)的自发性. 

       本文拟结合准静态过程假说具体探讨化学反应G判据的应用范围.

  1. 准静态过程假说

    准静态过程[1]是指系统每一瞬间均无限小的偏离平衡,并随时可恢复平衡;客观要求准静态过程

必须连续、无间断,并且无限缓慢;准静态过程是一种理想化的热力学过程,与环境无关.

        准静态过程假说规定:所有热力学过程均为准静态过程;对于准静态过程的热力学元熵过程,

        δQT·dS          (1)

        δWV=-p·dV      (2)

        准静态过程的元熵过程包括自发过程、平衡及非自发过程三种形式.

  2. 准静态过程假说热力学性质的应用范围

        准静态过程假说热力学性质的应用范围参见如下表1.

                无标题.jpg 

        表1显示:化学反应热力学性质ΔrHmΔrSmΔrGm只适用于准静态过程,准静态过程是一种理想化热力学过程,因此热力学计算为一种虚拟计算,计算结果并不等同客观事实[2].

 3.化学反应自发性的G判据及其实用范围

        化学反应自发性的G判据是指:在恒温恒压及环境不提供有效功的前提下,如果ΔrGm=0, 化学反应处于平衡;如果ΔrGm<0, 化学反应自发;如果ΔrGm>0, 则化学反应非自发.

        化学反应自发性的G判据及其实用范围参见如下表2.

             无标题.jpg 

        表2显示,当化学反应的ΔrGm=0时, 化学反应处于平衡,其实用范围是准静态过程. 

        需明确准静态过程是特殊类型的平衡,可认为此时G判据数据(ΔrGm)及其实用范围是一致的.

        当化学反应的ΔrGm<0,或>0时, ΔrGm是准静态数据,需判定自发性的化学反应处于非准静态,包括自发与非自发两种情况.

4. 结论

 ⑴ 当化学反应平衡时ΔrGm是准静态数据,与其实用范围是一致的;

 ⑵当化学反应自发或非自发时, ΔrGm是准静态数据,此时化学反应处于非准静态.

参考文献

[1]余高奇. 准静态过程假说的理论优势.http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 .科学网博客, 2022,6.

[2]余高奇. 准静态过程假说结构图及相关概念.http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 .科学网博客, 2022,4.




转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自余高奇科学网博客。

链接地址:https://wap.sciencenet.cn/blog-3474471-1344739.html?mobile=1

收藏

分享到:

当前推荐数:0
推荐到博客首页
网友评论0 条评论
确定删除指定的回复吗?
确定删除本博文吗?