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本文拟结合准静态过程假说的热力学基本方程,探讨理想液态混合物的混合性质,供参考.
热力学基本方程
准静态过程假说的含有化学势的热力学基本方程参见如下式(1)、(2)、(3)及(4):
(1)
(2)
(3)
(4)
另理想液态混合物混合过程满足:①恒温(或dT=0);②有效功为0(或δW'=0).
2. 理想液态混合物中任意组分化学势
设温度T时,理想液态混合物与其蒸气实现气液两相平衡,则B组分化学势可表示为:
(5)
由拉乌尔定律可得:
(6)
式(6)中p*B代表理想液态混合物中B组分的饱和蒸汽压,xB为B组分的物质的量分数.
将式(6)代入式(5),并整理可得:
(7)
令: (8)
将式(8)代入式(7)可得:
(9)
式(9)即为理想液态混合物中B组分的化学势表示式.
3. 理想液态混合物的混合性质
式(1)积分可得:
(10)
将式(9)代入式(10)可得:
(11)
由式(1)可得:
(12)
(13)
对于理想液态混合物混合过程,式(12)、(13)可分别变换为:
(14)
(15)
将式(11)分别代入式(14)及(15),并整理可得:
(16)
(17)
另恒温条件下,理想液态混合物混合过程:
(18)
将式(11)及(16)代入式(18),并整理可得:
(19)
dT=0、δW'=0条件下,式(1)积分可得:
(20)
备注:理想液态混合物混合前后,系统体积恒相等,可认为是另一类型“恒容”.
将式(11)代入式(20),并整理可得:
(21)
dT=0、dV=0、δW'=0条件下,式(2)、(3)分别积分可得:
(22)
(23)
由上可知:理想液态混合物混合过程,dT=0、δW'=0,ΔmixV=0(或恒容),且ΔmixA=0;表明该混合
过程属于典型的热力学可逆过程.
4. 结论
⑴理想液态混合物混合过程为恒温、恒容及环境不提供有效功条件下的热力学可逆过程;
⑵理想液态混合物的混合性质如下表所示:
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GMT+8, 2024-9-1 11:20
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