余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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范特霍夫方程应用前提探究(Ⅱ)

已有 2574 次阅读 2023-1-6 11:27 |系统分类:教学心得

       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.

  1. 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:    image.png                                     (3)

    另依微积分原理:image.png                (4)

    将式(3)代入式(4)可得:

                                   image.png              (5)

      对于标态下具体化学反应(或相变),式(5)可表示为:

        image.png                                                  (6)

      又平衡态热力学规定:   image.png                  (7)

      将式(7)代入式(6)可得:

      image.png                              (8)

      整理式(8)可得:

           image.png                                                            (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)    image.png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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