等温过程的焓变化是多少?

等温过程的焓变化是多少?
Anonim

#DeltaH = int_(P_1)^(P_2)((delH)/(delP))_ TdP = int_(P_1)^(P_2)V - T((delV)/(delT))_ PdP#

现在决定使用什么样的气体法则 #α# 对应你的物质。

那么,从恒温的总差分,

#dH = cancel(((delH)/(delT))_ PdT)^(0)+((delH)/(delP))_ TdP#,

所以根据积分和衍生物的定义,

#DeltaH = int_(P_1)^(P_2)((delH)/(delP))_ TdP# #“”bb((1))#

自然变量是 #T#P |,这是在吉布斯的自由能麦克斯韦关系中给出的。

#dG = -SdT + VdP##“”bb((2))#

显然,这也与众所周知的等温吉布斯关系有关

#dG = dH - TdS##“”bb((3))#

区分 #(3)# 在恒温下,

#((delG)/(delP))_ T =((delH)/(delP))_ T - T((delS)/(delP))_ T#

#(2)#,

#((delG)/(delP))_ T = V#

还来自 #(2)#,

#((delS)/(delP))_ T = - ((delV)/(delT))_ P#

因为吉布斯的自由能是一个状态函数,它的交叉导数必须相等。因此来自 #(3)# 我们得到

#V =((delH)/(delP))_ T + T((delV)/(delT))_ P#

或者我们这样回去 #(1)# 要得到:

#barul | stackrel(“”)(“”DeltaH = int_(P_1)^(P_2)((delH)/(delP))_ TdP = int_(P_1)^(P_2)V - T((delV)/(delT) ))_ PdP“”)|#

剩下的就是区分气体,液体和固体的最后一个术语……

GASES

使用你想要的任何气体定律。如果出于某种原因你的气体是理想的,那么

#((delV)/(delT))_ P =(nR)/ P#

这只是意味着

#((delH)/(delP))_ T = V - (nRT)/ P#

#= V - V = 0#

这说的 理想气体的焓随温度的变化而变化。 一个人会得到

#color(蓝色)(DeltaH = int_(P_1)^(P_2)0 dP = 0)#.

不是很有趣。

当然,如果你的气体是 理想的,这不一定是真的。

液体和固体

这些数据列表为 体积热膨胀系数 #α#,

#alpha = 1 / V((delV)/(delT))_ P#

在各种温度下,各种浓缩相。一些例子在 #20 ^ @“C”#:

  • #alpha_(H_2O)= 2.07 xx 10 ^( - 4)“K”^( - 1)#
  • #alpha_(Au)= 4.2 xx 10 ^( - 5)“K”^( - 1)# (因为那真的很有用,对吧?)
  • #alpha_(EtOH)= 7.50 xx 10 ^( - 4)“K”^( - 1)#
  • #alpha_(Pb)= 8.7 xx 10 ^( - 5)“K”^( - 1)#

在这种情况下,

#((delH)/(delP))_ T = V - TValpha#

#= V(1 - Talpha)#

从而,

#color(蓝色)(DeltaH = int_(P_1)^(P_2)V(1-Talpha)dP ~~ V(1-Talpha)DeltaP)#

因为液体和固体是非常不可压缩的并且需要大的压力变化。