余高奇
均相多组分系统表面张力的热力学计算公式
2024-5-30 19:16
阅读:880

       本文拟介绍均相多组分系统表面张力(γ)的热力学计算公式[1,2],供参考.

 1. 均相多组分系统

       本文的均相多组分系统特指由多个组分混合而成的理想液态混合物,诸如:甲醇/乙醇、甲苯/苯等混合

统,均相多组分系统的组分数C≥2.

 2. 表面张力与化学势的定义

      对于均相多组分系统,准静态过程假说的表面张力定义[3]参见如下式(1)及(2)所示:

      image.png            (1)

       image.png                              (2)

      式(1)、(2)中“Giμini”分别代表均相多组分系统中i组分的吉布斯能、化学势及物质的量;

γGAs”分别代表均相多组分系统的表面张力、吉布斯能与表面积.

      式(2)显示:表面张力是单位表面积的均相多组分系统,所拥有的吉布斯能. 

      另由式(1)可得:

       image.png                          (3)

      式(3)也为准静态过程假说的化学势定义式. 

      式(3)显示化学势是单位物质的量i组分,所拥有的吉布斯能.

 3. 均相多组分系统表面张力的热力学计算公式

     对于均相纯组分物质,式(2)结合式(3)可得:

      image.png                  (4)

     式(4)变形可得:

       image.png                          (5)

    对于均相多组分系统

       image.png      (6)

    式(6)中“F”表示校正因子,且F=10-8;“xi”代表i组分的物质的量分数.

    式(6)结合式(1)、(2)可得:

      image.png 

          image.pngimage.png      (7)

 4.结论

    均相多组分系统表面张力(γ)的热力学计算公式包括:

    ⑴image.png

    ⑵image.png

    ⑶image.png

    ⑷image.png

    ⑸ image.png

    ⑹image.png.

 参考文献

[1] 余高奇.校正因子与相对化学势的计算. 科学网博客, 2024,5.

[2] 余高奇.甲醇/乙醇混合溶液表面张力的热力学模拟.科学网博客,2024,5.

[3]余高奇.表面张力的热力学属性探究.科学网博客,2023,12.

          

      

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