清华大学：《工程热力学》教学资源（PPT课件）第十二章 化学热力学基础 Chemical Thermodynamics Base（3/3）

§12-4化学反应过程的热二律分析 热力学第二定律的本质是指出过程的 方向条件限度 对于有化学反应的过程也是适用的 最大有用功 有化学反应时{化学Ex Ex损失 exergy destroyed

§12-4 化学反应过程的热二律分析 热力学第二定律的本质是指出过程的 有化学反应时 对于有化学反应的过程也是适用的 方向 条件 限度 最大有用功 化学Ex Ex损失exergy destroyed

化学反应过程的最大有用功 稳定流动系统进行可逆等温过程,系统对外 作的最大有用功等于系统吉布斯函数的减少 有用功一技术功(机械功、电功、磁功) W=-△H+O 对外最大有用功(可逆(T) Wmax=-△H+T△S=-(△H-T△S △(H-7S)=-AG

化学反应过程的最大有用功 只讨论稳定流动系统 有用功 Q H W =  + t 技术功（机械功、电功、磁功） W H Q t = − + 对外最大有用功 （可逆 T ） ( ) ( ) W H T S H T S max H TS G = − +  = −  −  = − − = − 稳定流动系统进行可逆等温过程，系统对外 作的最大有用功等于系统吉布斯函数的减少

化学反应过程的最大有用功 反应 物可逆① 生成物 72 maX ∑ oul R 千摩尔吉布斯函数 求解时,也有基准问题

化学反应过程的最大有用功 可逆 T max , , in m in out m out R p W n G n G = −   反 应 物 生 成 物 千摩尔吉布斯函数 求解时，也有基准问题

标准生成吉布斯函数 规定: 在标准状态:7(29815K),p0(101325kPa) 下任何单质的吉布斯函数为零 由有关单质在标准状态下生成 1kmo化合物时的吉布斯函数的变化 该化合物的标准生成吉布斯函数

标准生成吉布斯函数 规定： 由有关单质在标准状态下生成 1kmol化合物时的吉布斯函数的变化 该化合物的标准生成吉布斯函数 在标准状态：T0 (298.15K)，p0 (101.325kPa) 下任何单质的吉布斯函数为零 0 g f

标准生成吉布斯函数的数值 1kmol 单质 0,P0 化合物 80=(Gm-n,G-n,G2) m,To, po 标准生成吉布斯函数在数值上= lkmo化合物在标准状态下的 千摩尔吉布斯函数 列在表12-1中

标准生成吉布斯函数的数值 ( ) 0 0 0 0 0 1 1 2 2 , , , f m m T p T p g G n G n G G = − − = T0，p0 1kmol n2 n2 单质 化合物 标准生成吉布斯函数在数值上= 1kmol化合物在标准状态下的 千摩尔吉布斯函数 列在表12-1中

任意状态吉布斯函数的求解 Gm(,p)=g+Gm(T,p)-gr gf+[gm(T, p)Gm(To, Po)] gr+△G 772 △(H-TS △Gn=[Hn(T,p)-Hn(,P [TSn(T,p)-7Sn(70,P0)

任意状态吉布斯函数的求解   0 0 0 0 0 0 ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) m f m f f m m f m G T p g G T p g g G T p G T p g G = + − = + − = +   − (H TS m m )     0 0 0 0 0 ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) m m m m m G H T p H T p TS T p T S T p  = − − −

可逆等温过程对外作出的最大有用功 maX ∑n ut m out R ∑mn( Sr+△G )n-∑ a(③y+△G mout R ∑ in f, in outo f,out R 表12-1 Hn(,D)-n(,pn,1附表7 R [TSm(T,p)-ToSm(To PoD 理想 ∫[n(T,p)-Hm(T,P) 气体 [ISm(T,)-TSm(To, PoP1

可逆等温过程对外作出的最大有用功 ( ) ( )         max , , 0 0 0 0 , , 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) in m in out m out R P in f m out f m in out R P in f in out f out R P m m in R m m in m m out P m m out W n G n G n g G n g G n g n g H T p H T p n TS T p T S T p H T p H T p n TS T p T S T p = − = +  − +  = −     − +     − −       − −     − −           表12-1 附表7 理想 气体

熵的基准 Sm也需规定统一基准 人为规定0K时,稳定平衡态物质的熵为零 绝对熵 热力学第三定律

熵的基准 人为规定0K时，稳定平衡态物质的熵为零 Sm 也需规定统一基准 Sm 绝对熵 热力学第三定律

有关基准的问题讨论 规定单质=0 25°C O H-S 是不是基准点不同 思考题7 0K时S=0 h-298.15S0

有关基准的问题讨论 规定单质 0 hf = 0 是不是基准点不同 0 g f = 0 G H TS m m m = − 0 0 0 g h S f f m = − 298.15 ？ 思考题7 0K时 0 Sm = 0 o T0 = 25 C

有关基准的问题讨论 化合物生成方程A+B=C 对单质列方程:LA=A在Ty0下 y=△Cm,6,m0=△(H1m-TSm)n,m =(△Hm-70△Sn)m=b-708mx 单质在(反应前后Ey=h 当规定=0→g=0

有关基准的问题讨论 化合物生成方程 对单质列方程： A B C + = A A = 在T0 ,p0下 0 0 0 0 0 0 0 0 0 , , , 0 0 , 0 , ( ) ( ) f m T p m m T p m m T p f m T p g G H TS H T S h T S =  =  − =  −  = −  单质在 T0 p0 反应前后 0 0 g h f f = 当规定 0 hf = 0 0 g f = 0