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吉布斯自由能判据方程

时间:2023-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:这就是计算化学平衡系统总的吉布斯自由能的公式, 在一定压强下, 它既与组分物质的量ng、ns有关,也与温度T有关。

根据平衡系统的吉布斯 (Gibbs) 自由能 (即前文提到的自由能) 判据, 系统自由能G在平衡时应达到最小, 即

δG=0 (7-25)

因此, 首先需要表示出系统的自由能, 再利用该判据建立所需的方程。

燃烧产物系统总的自由能等于产物中各组分的自由能之和, 即式中,Gm,i和Gm,j分别为1mol理想气体组分i和1mol凝相组分j的自由能,称为摩尔吉布斯自由能, 并有

式中,pi为气相组分i的分压强;G0m,i和G0m,j分别为标准压强下1mol组分i和j的自由能,称为标准摩尔吉布斯自由能, 它只是温度T的函数, 并由自由能定义可得

式中,H0m,T和S0m,T分别为温度T下的标准摩尔焓和标准摩尔熵,可通过热力数据手册或热力数据表 (如JANAF表) 获得, 见式 (7-16) 或式 (7-17)。

根据道尔顿分压定律,组分i的分压强pi与混合物压强p的关系,有

式中,ng为气相组分的总物质的量,有

将式 (7-27)、 式 (7-29) 和式 (7-30) 代入式 (7-26), 得

这就是计算化学平衡系统总的吉布斯自由能的公式, 在一定压强下, 它既与组分物质的量ng、ns有关,也与温度T有关。

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