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同学你好
今天我们讲一下亥姆霍兹函数和吉布斯函数
首先介绍一下亥姆霍兹函数
在封闭系统中进行的等温过程
根据克劳修斯不等式
我们知道S减去Q比T大于等于0
等于0代表可逆过程
大于零代表不可逆过程
把热力学第一定律带进去
变换一下这样
U减T乘以S就小于等于W
由于内能是热力学函数
是状态函数
T和S都是状态函数
所以U减TS
我们给它定义成一个新的状态函数A
A就称为亥姆霍兹函数
A等于U减TS
这式子就变成A小于等于W
A是一个状态函数
它是一个广度性质
因为内能的绝对值未知
所以A的绝对值也是不知道的
它具有能量的单位是焦耳
刚才我们就得到了A
在等温的时候小于等于W
那么对于微量的DA恒温的时候
就小于等于得W
对于恒温恒容过程
dATV就小于等于W’膨胀功为零
或者ATV小于等于W’
若非体积功也为零
上面这个式子就变成
dATV w’等于0的时候
小于等于0
或者是A小于等于0
小于零代表不可逆过程
等于0代表可逆过程
对于一个恒温恒容非体积功为零的
不可逆过程通常是一个自发过程
所以dA小于零又代表自发过程
自发过程进行到dA等于0达到平衡
所以dA或者是A小于等于0
就变成了自发与平横的判据
对于A大于零的过程
它是不可能自动发生的
下面介绍一下吉布斯函数
对于封闭系统中进行的等温等压过程
A小于等于W
这是我们刚才得到的式子
A把W写成体积功和非体功的形式
就变成了A小于等于-P等于V加W’
给他变换一下
PV我们写在一起把恒压
所以把P作为一个常数可以提到里面
也可以放在外面
这样就变成A加PV小于等于W’
A是状态函数
P和V都是状态函数
所以A加PV我们定义新的状态函数
称为吉布斯函数
用大写的G来表示
这样G就等于A加PV
等于U减ts加PV
等于H减ts
G就称为吉布斯函数或吉布斯自由能
那这个式子就变成了小于等于W’
对于等温等压非体积功为零的过程
式子就变成了G小于等于0
对于微量的过程就是小于等于0
那么对于恒温恒压
非体积功为零的过程
如果发生了一个不可逆过程
那么它一定是一个自发过程
所以G小于零
又可以作为过程自发的也判据
等于0就说明这个自发过程
已经达到了平衡
G大于零的不可逆过程
是不可能自动发生的
G和A
我们可以根据公式进行简单的计算
按照定义式G等于U加PV减TS
等于H减ts等于A加PV
A等于U减ts
对于恒温过程温度T我们可以提出来
对于理想气体恒温过程
我们知道理想气体的内能
和焓它只是温度的函数
所以理想气体恒温过程都等于0
这是理想气体恒温过程
对于等温等压可逆相变过程
G是等于0的
对于凝聚体系的相变过程
对于有气体参与的相变过程
P V就要具体的考虑
它就不等于0了
可以用理想气体状态方程
PV等于NRT来求
这节课就介绍到这里
-绪论
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-1.1 热力学第零定律
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-1. 热力学第一定律--1.1 热力学第零定律
-1.2 热力学基本概念
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-1.3 热与功
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-1.4 热力学第一定律
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-1.5 恒容热恒压热与焓
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-1.6 焦耳实验
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-1.7 理想气体绝热可逆过程
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-1.8 相变
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-1.9 化学变化热效应
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-1.10 盖斯定律
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-1.11 标准摩尔反应焓的计算
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-1.12 节流膨胀
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-1. 热力学第一定律--习题
-2.1 卡诺循环
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-2.2 热力学第二定律
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-2.3 熵
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-2.4 克劳修斯不等式
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-2.5 T-S图及熵的统计意义
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-2.6 气体简单状态变化过程熵变的计算
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-2.7 亥姆霍兹函数和吉布斯函数
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-2.8 热力学基本方程
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-2.9 吉布斯-亥姆霍兹方程
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-2.10 热力学第三定律
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-2.11 相变及化学反应熵变计算
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-2. 热力学第二定律--习题
-3.1 引言与组成表示法
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-3.2 偏摩尔量
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-3.3 化学势定义式与基本式
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-3.4 气体混合物中各组分的化学势
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-3.5 稀溶液中的两个经典定律
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-3.6 理想液态混合物
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-3.7 理想稀溶液中任意组分的化学势
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-3.8 稀溶液的依数性（凝固点降低）
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-3.9 稀溶液的依数性（沸点升高与渗透压）
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-3.10 活度、活度因子以及分配定律
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-3. 多组分系统热力学--习题
-4.1 化学反应的平衡条件
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-4.2 化学反应的平衡常数与等温方程式
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-4.3 平衡常数的表示式
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-4.4 复相化学平衡
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-4.5 标准摩尔生成Gibbs自由能
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-4.6 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响
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-4.7 同时化学平衡、反应的耦合与近似计算
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-4. 化学平衡--习题
-5.1 相律
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-5.2 单组分系统的相平衡
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-5.3 理想液态混合物
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-5.4 杠杆规则及蒸馏原理
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-5.5 非理想液态混合物
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-5.6 部分互溶双液系
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-5.7 热分析法
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-5.8 溶解度法绘制相图
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-5.9 生化合成物
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-5.10 液固互溶双液系
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-5.11 三组分系统相图
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-5. 相平衡--习题
