根据压力和温度求焓

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/16 11:24:05

自由焓
自由焓
free enthalpy
热力学函数之一,是判断等温、等压下冶金反应的方向及平衡态的依据。有的书刊上称它为:吉氏自由能(Gibbs free energy)。自由焓计算是冶金过程热力学的中心内容和基本手段。
自由焓G 的定义是:
(1)

式中G为自由焓(焦),H为焓(焦),S为熵(焦/开),T为绝对温度(开)。以上各参量一般均取 1摩尔的值。对纯物质,自由焓与物质的化学本性及其状态以及所处的温度、压力有关。对固体或距临界温度较远的液体,压力的影响可忽略不计。对溶液而言,自由焓还与溶液的组成有关。由A及B组成的二元溶液,其自由焓G:
(2)

式中,强Α、强B为组元A、B的偏摩尔自由焓,即化学势,也即在恒温恒压下加入 1摩尔该组分到极大量的给定浓度溶液内所引起的自由焓变化。nΑ、nB为组分A和B的摩尔数。
自由焓变量 一个等温过程或反应的自由焓变量 ΔG根据式(1)为:
(3)

在等温等压下一个过程或反应能否自发地进行,取决于自由焓变量ΔG是负值还是正值。ΔG为负值的反应可以进行;负值越大,则该反应进行的趋势越大。两个同类型反应,其进行的先后顺序取决于其ΔG负值的大小,负值大的反应优先进行。当ΔG=0,该反应达到平衡,也即反应向正方向进行的速度与向反方向进行的速度相等。对反应方程式

方括弧[A]表示溶于金属液中的A,也可用峎表示;而圆括弧(C)表示溶于炉渣中的C,在中国也有用哫表示的。其平衡常数K为:
(4)

式中,aΑ、aC、pD分别代表平衡时组分A、C的活度和气体组分D的分压(大气压);B因是纯固体物质,其活度为1,故从略。
反应的平衡常数K 与其标准自由焓变量ΔG°的关系式为:
(5)

式中R为气体常数,其值为8.314焦/(开·摩尔)。标准自由焓变量ΔG°是反应物质和产物都处于标准状态下的自由焓变量。对气体来说,其标准态为1大气压下的纯气体。对溶液来说,其标准态可采用纯物质或 1%浓度溶液。
对非标准态的反应,可用等温方程式计算其ΔG:
(6)

J和K相似,但