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,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,物理化学电子教案,长春工业大学,化学教研室,一、亥姆霍兹函数变和吉布斯函数变,1.,为什么要定义新函数,热力学,第一定律,导出了,热力学能,这个状态函数，为了处理热化学中的问题，又定义了焓。,热力学,第二定律,导出了,熵,这个状态函数，但用熵作为判据时，体系必须是孤立体系，也就是说必须同时考虑体系和环境的熵变，这很不方便。,通常反应总是在,等温、等压,或,等温、等容,条件下进行，有必要引入新的热力学函数，利用体系自身状态函数的变化，来判断自发变化的方向和限度。,2.亥姆霍兹,函数,亥姆霍兹,（von Helmholz,H.L.P.,18211894,德国人）定义了一个状态函数,A,称为亥姆霍兹函数变是状态函数，具有容量,性质。,亥姆霍兹函数变,（等温、可逆 ）,或,即：,等温、可逆过程中，体系对外所作的最大功等于体系亥姆霍兹函数变的减少值,，所以过去把,A又,称为,功函,（work function）。若是不可逆过程，体系所作的功小于,A,的减少值。,如果体系在等温、等容且不作其它功的条件下,或,等号表示可逆过程，不等号表示是一个自发的不可逆过程，即,自发变化总是朝着亥姆霍兹函数变减少的方向进行,。这就是亥姆霍兹函数变判据。,3.,吉布斯函数变,吉布斯,（Gibbs J.W.,18391903）定义了一个状态函数：,G,称为,吉布斯函数,，是状态函数，具有容量性质。,吉布斯函数变,(可逆）,因为,所以,或,即：,等温、等压、可逆过程中，体系对外所作的最大,非,膨胀功等于体系吉布斯函数变的减少值,。若是不可逆过程，体系所作的功小于吉布斯函数变的减少值。,二、单纯,P V T,变化熵变的计算,1.等温过程的熵变,(1),理想气体等温变化,(2)理想气体（或理想溶液）的等温混合过程，并符合分体积定律，即,例1,：1mol理想气体在等温下通过：(1)可逆膨胀，(2)真空膨胀，体积增加到10倍，分别求其熵变。,解,：（1）可逆膨胀,（2）真空膨胀,熵是状态函数，始终态相同，体系熵变也相同，所以：,但环境没有熵变，则：,（1）为可逆过程。（2）为不可逆过程,例3,：在273 K时，将一个 的盒子用隔板一分为二，一边放 ，另一边放 求抽去隔板后，两种气体混合过程的熵变？,解法1,：,解法2,：,2.变温过程的熵变,(1)物质的量一定的,等容,变温过程,(2)物质的量一定的,等压,变温过程,(3)PVT变化过程的熵变计算,物质的量一定,从 到 的过程,。这种情况一步无法计算，要,分两步,计算，有三种分步方法：,1.先等温后等容,2.先等温后等压,*3.先等压后等容,3.环境的熵变,(1)任何可逆变化时环境的熵变,(2),体系的热效应可能是不可逆的，但由于环境很大，对环境可看作是可逆热效应,4.用热力学关系式求,根据吉布斯自由能的定义式,对于任何等温变化过程,这种方法运用于任何热力学平衡态体系。,三、,G,的计算,等温物理变化中的,G,根据,G,的定义式：,根据具体过程，代入就可求得,G,值。因为,G,是状态函数，只要始、终态定了，,总是可以设计可逆过程来计算,G,值。,等温、等压可逆相变的,G,因为相变过程中不作非膨胀功，,等温下，体系从改变到，设,(适用于任何物质),对理想气体：,祝同学们学习、生活快乐！,谢谢各位同学！,
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