правило Gibbs фаза
В 1876 грам. Gibbs подадена проста формула, свързана с броя на фазите (F), броя на компонентите в равновесие (К), а броят на степените на свобода (С) на системата. В равновесие, трябва да бъдат изпълнени следните условия:
налягане (Р) и температура (Т) е еднакво във всички точки на системата,
химически потенциал (мл) на всеки и-ти компонент е еднакво във всички фази.
Помислете за системата на равновесие фази F и К компоненти. Съставът на всяка фаза могат да бъдат определени от (К) -1 концентрации защото всички концентрации са свързани с: където - молната фракция на аз-ти компонент. Общият брой променливи, характеризиращи система, плюс 2 е равно на концентрации (температура и налягане):
Ако само един от тези променливи (температура или налягане) се поддържа постоянно, броят на независимите променливи ще бъде (К - 1) "F + 1. Ако системата работи, например, външно магнитно поле, общият брой на независими променливи и количеството на нарастване ( К - 1) '+ F 3.
Част променливи, свързани уравнения, произтичащи от условията на равновесие (виж (IV, 13)):
Общият брой на уравнения, равен на броя на редовете (който съответства на броя на компонентите К) пъти броя на уравнения в линията (F - 1)
Ако броят на независимите променливи е равен на броя на уравнения тях, свързващи всяка независима променлива приема определена определена стойност, и цялата система може да съществува само докато единствената възможна комбинация на температура, налягане и концентрациите на компонентите във всички фази.
Ако броят на уравнения е по-малко от броя на независими променливи, тяхната разлика, които са определени като броят на термодинамични степени на свобода (С) представлява броя на променливи, които могат да бъдат дадени произволни стойности с броя на наличните уравнения, и следователно, за определен брой фази m. к. броя на уравнения се определя от броя на фазите.
Броят на термодинамични степени на свобода е равен на общия брой на променливите (IV, 19) минус броя на уравнения (IV, 20), свързваща тези променливи.
Премахване на скобите и групиране условия, ние получаваме правилото за фаза Гибс:
Съгласно това правило, толкова повече компоненти в системата, толкова повече степени на свобода.
За всяка система максималния брой фази, когато С = 0.
За един компонент система К = 1 и максималния брой фази F = 3.
За система с два компонент К = 2 и максималния брой фази F = 4.
Гибс фаза правило се въвежда обща закон, уреждащ разнородни системи, състоящи се от всеки брой на фазите и че броят на компонентите.
Всички теми на този раздел:
Предметът на физикохимията и неговото значение
Връзката на химични и физични изследвания феномени в физическа химия. Този раздел на химията е граница между химия и физика. Използване на теоретични и експериментални методи на
Кратка история на развитието на физическата химия
Терминът "физикохимия" и определянето на тази наука за първи път са дадени университет, който през 1752-1754 GG. Четох студенти от Академията на науките на физикохимия разбира се и излезе от ръкописа на този курс "WWE
Енергетиката. Закон за запазване и преобразуване на енергия
Съществена собственост (атрибут) е движението на материята; това е неразрушим като самата значение. Движението на материята се проявява в различни форми, които могат да преминават една в друга. мярка на движението
Предмет, метод и термодинамиката граница
Фокусирайки вниманието си върху топлината и работата като форми на преход енергия в голямо разнообразие от процеси, термодинамиката включва по отношение на разглеждането на многобройни енергия зависи
Топлина и работа
Промени в форми на движение при преминаване от едно тяло на друго и съответното преобразуване на енергия са много разнообразни. Форми същото движение преход и свързаните енергийни трансформации
Равностойността на топлина и работа
Постоянно еквивалентно съотношение между топлина и работа в техните взаимни преходи намерени в класически експерименти D.P.Dzhoulya (1842-1867). Един типичен експеримент Joule е както следва (
Вътрешната енергия
За некръгообразен процес уравнение (I, 1) не е изпълнено, тъй като системата не се връща към първоначалното си състояние. Вместо равенство за некръгообразен процес може да се запише (изпускайки фактор
Първият закон на термодинамиката
Първият закон (първо пускане) на термодинамиката е пряко свързано със закона за запазване на енергията. Тя ви позволява да се изчисли на енергийния баланс в потока на различните процеси, включително химически
уравнение на състоянието
Много от свойствата на система в равновесие и нейните съставни фази са взаимно зависими. Промяна на един от тях води до промяна в другия. Количествено функционална връзка между
Работата на различни процеси
Под заглавието на творбата комбинира много енергийни процеси; обща характеристика на тези процеси е разходът на енергия на системата за преодоляване на силата, упражнявана от външната страна. Такива процеси включват
Топлинен капацитет. Изчисляване на топлина на различни процеси
Опитно определяне на специфична (и) или мол (С) е топлинния капацитет на тялото в измерение Q на топлината, абсорбирана от нагряване един грам мол вещество или един N
калорични коефициенти
На вътрешната енергия на системата U, е функция на държавата е функция на независимите променливи (държавни параметри) на системата. В най-простите системи ще се спрем на вътрешната
Прилагане на първия закон на термодинамиката, на идеалния газ.
.. разгледаме идеален газ, т.е. газ, състоянието на един мол от които е описан от периодичната # 8209; Clapeyron
Адиабатни процеси в газове
Твърди се, че термодинамичната система извършва адиабатно процес, ако е обратимо, и ако системата е термично изолирани, така че по време на процеса не е топлообмен между системата и
енталпия
Уравнението на първия закон на термодинамиката за процеси, при които се извършват само на работата на разширяване, е под формата: # 948; Q = Du + PDV (I, 51) Ако процесът се провежда при постоянна
Химическа променлива. Съставът на първия закон на термодинамиката за процеси придружава от химически и фазови превръщания
Уравнения (I, 27), (I, 28), по-рано, дадени формулировки и първия закон на термодинамиката равновесие вярно за всяка затворена система, независимо дали са химически него или
Термохимия. Закон на Хес
Когато химичните трансформации има промяна във вътрешната енергия на системата се дължи на факта, че на вътрешната енергия на продуктите на реакцията се различава от вътрешната енергия на изходните материали.
Зависимост от температурата на топлинната ефект. Кирхоф уравнение.
По закон Hess възможно да се изчисли топлината от реакцията на температурата, при която известна топлина на образуване и топлина на изгаряне на реагентите (обикновено 298К). Въпреки това, част от СЗО
Спонтанните процеси и nonspontaneous
От първия закон на термодинамиката, и произтичащи от него законите на обмен на енергия между телата не може да бъде сключен с различните процеси, които могат да се видят, като цяло, и на процеса
Вторият закон на термодинамиката
Най-често, и са процеси сигурност спонтанни пренос на топлина от горещите на студено тяло (топлопроводимост) и се загрява на преход работа (триене). Вековната г-жа
Методи за изчисляване на промяната на ентропията
Уравнения (II, 12) и (II, 13) определяне на ентропия са единственият източник за термодинамичните уравнения за изчисляване на промяната на ентропията на системата. Смяна на началното жега в уравнението
В постулат на Планк
Според уравнение (II, 3) не е възможно да се изчисли абсолютната стойност на ентропията на системата. Тази функция предоставя нов, недоказуема положение не следва от двете законите на термодинамиката, която е sform
Абсолютните стойности на ентропията
Постулат Планк използва в термодинамичните проучване химични процеси за изчисляване на абсолютните стойности на ентропията на химични съединения - стойности, които са важни в
Standard ентропия. Промяната на ентропията в химическа реакция
Ентропия, както и други термодинамични функции, които обикновено се наричат стандартно вещество. Припомнете си, че стандартната състояние се характеризира със стандартната състояние
Статистическата интерпретация на ентропията
В основата на концепцията за ентропия като състояние функция е подкрепена от концепцията за макроскопски. Валидността на втория закон на термодинамиката, свързани с реалността на необратими процеси. За разлика от необратимите
Хелмхолц енергия
Спомнете си, че на втория закон на термодинамиката определя критериите samoproiz процеси свободен поток в изолирани системи. Въпреки това, подобни условия (липса на енергия и имат значение обмен с ENV
Гибс енергия
Желанието да се вземат предвид най-общо форма на други видове работа, но работа разширяване представени като сума от елементарен работа работа разширение и друга работа: DW = PDV + DW "(III, 15)
Характерни функции. Basic (каноничен) уравнение на състоянието
Преди това ние сме идентифицирали следните термодинамични функции - свойства на системата: вътрешната енергия U, на Н енталпия, ентропията на S, F Хелмхолц енергия, Гибс енергия G
отношения на Максуел.
Да разгледаме сега вторите смесени производни характерни функции. Като се има предвид уравнението (III, 26), можем да запишем:
Gibbs уравнение # 8209; Хелмхолц
Gibbs-Хелмхолц уравнение позволява да се определи промяната на Гибс енергия, придружаваща химическа реакция при дадена температура, ако зависимостта на топлина от химични реакции
Gibbs енергия на идеалната газова смес. Определяне на химичния потенциал.
Гибс енергия е богат функция, която ви позволява да се изчисли стойността му за сместа на идеалните газове. Представете си, резервоар, разделено на дялове на части, както е показано
химичен потенциал
За да се изясни значението на термина "химически потенциал", ние диференцират експресията (III, 51) като продукта при постоянна Р и Т:
Фазови преходи. Клаузиус-Клапейрон уравнение.
В една система, състояща се от няколко етапа на чисто вещество, в равновесие, преминава вещество от една фаза към друга. Тези преходи са наречени фазови преходи.
Фазови преходи от първи вид. Топене. изпаряване
Фазови преходи се характеризират с уравнението на Гибс енергиите на двете фази съществуват в равновесие и подскачащи първите производни на свободната енергия Gibbs (ентропията и обем) в NE
Фазови преходи от втори вид
Фаза преход от втория вид - е равновесие преход вещество от една фаза към друга, при което промяната на стъпаловидно само вторите производни на Гибс енергията на температура и налягане.
Зависимостта на парното налягане от температурата
Наситени течен пара се увеличава налягането рязко с повишаване на температурата. Може да се види от фигура 12, където са показани някои течности под налягане пара криви, като се започне т.т. точките
Общи условия на равновесие
Всяка затворена система в равновесие при постоянна температура и налягане, характеризиращ се с равенство:
Прилагане на фаза правило Gibbs системи на един компонент. състояние на вода и серни Схеми
За един компонент система К = 1 и фаза правило може да се изписва като: С = 3 - F Ако F = 1, С = 2. Казват бивариантен система;
Диаграмата фаза вода.
Състояние на водата е изследвана в широк диапазон от температури и налягания. При високи налягания, наличието на най-малко десет лед кристални модификации. Най-добре е изучена ледената I
Диаграмата фаза на сяра.
Кристална сяра съществува в два варианта - орторомбична (SP) и моноклинна (SM). Поради това е възможно съществуването на четири фази: ромбични, MO
Законът за действие на масата. Равновесната константа за реакциите на газова фаза
Да предположим, че между газообразни вещества А1, А2 ... Ai, A'1, A'2 ... A'i химически обратима реакция протича съгласно уравнението:
Уравнение химични реакционни изотерми
Да предположим, в смес от идеални газове, химическата реакция на уравнението Да приемем, че по времето, когато г
Идеята за химичен афинитет
От факта, че някои вещества да реагират помежду си бързо и лесно, а други с мъка, а други - не реагират, има предположение за наличието или отсъствието на даден химичен афинитет
Използване на закона за действието на масите за равновесни смеси на изчисляване на състава
За да се определи състава на системата в стабилно равновесие, и следователно, добив продукт (продукт) трябва да се знае константа реакционната равновесие и състава на първоначалната смес. структура
Хетерогенни химически равновесие
Законът за действие на масата е била изведена с помощта на закона за идеалния газ-членки и се прилагат предимно за газовите смеси. Въпреки това, той няма значителни промени могат да се прилагат значително
Влияние на температурата върху химическата равновесие. Уравнение химична реакция Isobar
За определяне на температурната зависимост на K0ot използва в диференциална форма Gibbs уравнение # 8209; Хелмхолц (III, 41)
Le Шателие е принцип # 8209; Brown
Извлича се от равновесното състояние, системата се връща в състояние на равновесие. Le Шателие и Браун изрази простия принцип, че може да се използва за прогнозиране на реда, в който например
Нернст топлина теорема
Директна и просто изчисление на енергия промяната на Гибс, и, следователно, константите на равновесие на химическите реакции са ясни ако известен топлината на химическа реакция и абсолютните стойности на
Химическа равновесие в неидеални системи
Законът на маса действие (V, 5) се прилага, както вече споменахме, само за идеалните газове (или идеални разтвори). За такива системи, продуктът на равновесието относителните частични налягания на реагент
Зависимостта на енталпията на вещества и топлинни ефекти на химичните реакции на налягането
При разглеждане на зависимостта на енталпия от налягането използваме добре познати експресията завърши диференциал (III, 27): DH = VDP + TDS раздел E