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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热力学标准态过程的意义

已有 2894 次阅读 2022-8-24 20:31 |系统分类:教学心得

     本文拟介绍热力学标准态过程的意义.

  1. 热力学标准态

    热力学标准态是系统的特定状态,它要求系统中每一种物质均处于标准态.

    标准态不指定温度,最常选用的参考温度为298.15K.

 1.1 气相物质的标准态

       气相物质标准态的分压为100kPa.

 1.2 纯液相(或纯固相)物质的标准态

       纯液相(或纯固相)物质的标准态是指100kPa大气压作用下的纯净物.

 1.3 溶液的标准态

       溶液的标准态要求溶质活度为1(溶质浓度为1mol·dm-3 或1mol·kg-1),溶剂为纯净物.

  2. 热力学标准态过程 

       热力学标准态过程仅能通过范特霍夫平衡箱实现的,属于虚拟过程,无法客观实现. 

       化学反应、相变与标准态过程的关联参见如下表1.

表1. 化学反应、相变与标准态过程的关联

前提条件 化学反应或相变
平衡态热力学过程真实过程
(1)恒温、恒压及环境不提供有效功范特霍夫平衡箱

敞口容器(p=pamb=101.325kPa,

 无法保证体系封闭及恒温)

(2)标准态过程范特霍夫平衡箱

    2.1 热力学标准态过程的意义 

         热力学标准态过程的意义是依据“物质标态下的热力学数据”计算出化学反应或相变的ΔrHθm、ΔrSθm

及ΔrGθm.

       化学反应或相变的真实过程,通常是在敞口容器内进行,最终将建立平衡(一定温度及压力),可实测出该条件下化学反应或相变的标准平衡常数(Kθ).

       平衡态热力学规定:ΔrGθm=-RT▪lnKθ       (1)

       通过式(1),可由虚拟的ΔrGθm计算出化学反应或相变的真实标准平衡常数(Kθ),

       即:lnKθ=-ΔrGθm/(RT)        (2)

 3. 结论

  ⑴热力学标准态过程只能通过范特霍夫平衡箱实现的,属于虚拟过程;

  ⑵热力学标准态过程的意义是计算化学反应或相变的ΔrHθm、ΔrSθm、ΔrGθm;

  ⑶联系热力学标准态过程与真实过程的纽带是ΔrGθm=-RT▪lnKθ .



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1 郑永军

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