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§3.3 单纯 p、V、T 变化过程熵差的计算. 1.环境熵差的计算. 2 . 气体恒容变温、恒压变温过程熵差的计算 恒容过程 : 由 δQ V = d U=nC V, m d T 得 : 恒压过程 :由 δQ p = d H=nC p, m d T 得 :. 例3.3.1( p104). 3. 理想气体恒温膨胀压缩过程熵差的计算. pV=nRT,C p, m -C V, m =R 及 C p, m 不随压力及温度变化的气体。. ΔS= nR ln (V 2 / V 1 ) ( 理想气体恒温 )
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§3.3单纯p、V、T变化过程熵差的计算 1.环境熵差的计算 2.气体恒容变温、恒压变温过程熵差的计算 恒容过程:由δQV = dU=nCV,mdT得: 恒压过程:由δQp= dH=nCp,mdT得: 例3.3.1(p104)
3. 理想气体恒温膨胀压缩过程熵差的计算 pV=nRT,Cp,m-CV,m=R及Cp,m不随压力及温度变化的气体。 ΔS= nRln(V2/V1)(理想气体恒温) ΔS = -nRln(p2/p1)(理想气体恒温) (理想气体恒容) 例3.3.2(p108) (理想气体恒压)
4.理想气体p、V、T同时变化过程熵差的计算 积分 ΔS= nCV,mln(T2/T1)+ nRln(V2/V1) ΔS= nCp,mln(T2/T1)+ nRln(p2/p1) ΔS= nCV,mln(p2/p1)+ nCp,mln(V2/V1) 这三个公式是计算理想气体pVT变化过程熵变的通式。 例3.3.3(p110)
5.凝聚态物质变温过程熵差的计算 此式对恒压过程是准确的,对压力改变不大的变温过程亦可近似适用。
§3.4 相变化的熵差的计算 1.可逆相变过程熵差的计算 在两相平衡压力和温度下的相变,即是可逆相变。因为压力恒定,此时相变焓在量值上等于可逆热。 例3.4.1(p113)
2.处于相平衡态,但过程不可逆时相变熵差的计算2.处于相平衡态,但过程不可逆时相变熵差的计算 例3.4.2、3.4.3(p114) 3.未处于相平衡态之间的不可逆相变熵差的计算 对不可逆相变,可以设计一条包括有可逆相变步骤在内的可逆途径,此可逆途径的热温商才是该不可逆过程的熵变。 例3.4.4、3.4.5(p117)
§3.5 热力学第三定律和化学反应熵差的计算 1.热力学第三定律 一定条件下化学变化通常是不可逆的,化学反应热也是不可逆的。 凝聚系统在恒温化学变化过程的熵变随着温度趋于0K而趋于零。用公式表示为: 即能斯特热定理
T aA 纯态 T + bB 纯态 T yY 纯态 T + zZ 纯态 ΔrSm(T) ΔS1 ΔS2 0 K 0 K 0 K 0 K aA + bB yY + zZ 纯态 纯态 纯态 纯态 ΔrSm (0 K)
2.规定熵和标准熵 规定熵:在第三定律基础上相对于 ,求得纯物质在某一状态的熵称为该物质B在该状态的的规定熵。 热力学第三定律:0 K时纯物质完美晶体的熵等于零。 可表示为:
标准态下温度T 时的规定熵则称为物质在T 时的标准熵 ,标准熵的符号是S。 以气体的标准摩尔熵为例 气态物质的标准态是100kPa下理想状态时的气体。 例3.5.1(p123)
3. 由标准摩尔熵求化学反应的标准摩尔反应熵 Sm﹡(B)的意义已与前式中的Sm﹡(B,T)不同。前式中的Sm﹡(B,T)代表了纯物质B在温度T时的摩尔熵值,而此式中的Sm﹡(B)代表了纯物质B在温度T时的摩尔规定熵值。