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本文拟介绍现阶段物化教科书上范特霍夫方程的推导方法,探究可能存在的问题,供参考.
范特霍夫方程的经典推导[1]
依热力学基本方程可得: (1)
由式(1)可得: (2)
由式(2)可得: (3)
另依微积分原理: (4)
将式(3)代入式(4)可得:
(5)
对于标态下具体化学反应(或相变),式(5)可表示为:
(6)
又平衡态热力学规定: (7)
将式(7)代入式(6)可得:
(8)
整理式(8)可得:
(9)
式(9)即为范特霍夫方程的经典表示式.
2. 范特霍夫方程推导剖析
范特霍夫方程推导,需明确以下两个问题:
(1)将微积分原理应用于热力学过程,客观要求热力学过程必须为准静态过程[2];
(2)式(1)、式(2)及式(3) 应用时,对应热力学过程必须是确定唯一的,并且有效功(δW')恒为0.
范特霍夫方程经典推导方法中,以上两点,尤其是第二点不能保证.
改变温度,同一化学反应,应属不同热力学过程.
3. 结论
范特霍夫方程的微分式与积分式应用前提是热力学过程的焓变、熵变与温度无关;此时可近似将不同温度
下的化学反应归并于同一热力学过程.
参考文献
[1]沈文霞. 物理化学核心教程(第二版). 北京:科学出版社,2009:162-163.
[2]余高奇. "准静态过程“假说的自洽性探讨.http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666. 科学网博客, 2022,1.
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