当前课程知识点：工程热力学（下） > 第11章 化学热力学基础 > 11-5 理想气体的化学平衡 > Video 11-5_3
下面我们来分析一下
燃烧中用的最多的
定温定压反应 它的一个方向
或者说限度的一个判据
在这个过程中
引入了化学平衡常数
我们先把化学反应的一般式写出来
A+B然后生成了C+D
在反应过程中
我们假设反应度
发生了一个微小的变化 增加
dε>0
相应的 各个物质的摩尔数
就要发生变化
也就是 反应物的摩尔数要减小
然后乘以它各自的化学剂量系数
我们给写出来
由于摩尔数的变化
引起的吉布斯函数的变化
我们也给写出来 然后整理一下
整理一下
是我们屏幕下面的这个表达式
然后我们放在这张PPT的最上面
我们再来看一下
这里面包含各个物质
在目前这个状态的吉布斯函数
这个吉布斯函数
如果说能跟某一个
基准态的吉布斯函数
能够建立起来联系的话
后面用起来可能好用
那我们就来看一下
首先我们先来看一下吉布斯函数
dg=-sdT+vdp
这是我们引入吉布斯函数的时候的表达式
然后对于我们这个具体的问题
这是一个等温的过程
如果等温的话 dT就等于0
就等于vdp
然后我们又知道它是理想气体
所以利用理想气体的状态方程
我们把v可以表示成RT/p
对于这个表达式
我们对它进行积分
从标准压力积到目前这个任意的压力
当然在这个过程中温度是不变的
只对压力进行积分
就变成这样一个表达式
也就是任意状态下的吉布斯函数
g T，p 然后减去什么
同样的温度下
但是标准压力下的吉布斯函数
也就是g T，p 0 是左侧的两项
然后右侧的这个是压力的积分
这个压力积分很简单
它就等于RTInp/p0
我们再把它变换一下
就是任意状态下的吉布斯函数
它等于同温下
但是标准压力下的吉布斯函数
加上后面那一项
但是这个是每千克工质的
吉布斯函数的表达式
而我们这里用的是千摩尔的
所以我们给它换一下
就是乘以一个摩尔质量
这时候气体常数
也变成了通用气体常数
但是这又是温度 又是压力 下标
太罗嗦 太复杂
我们把下标给它去掉
但是标准状态
我们用上标这个0来表示
也就是任意温度压力下的吉布斯函数
等于同温标准压力下的吉布斯函数
就Gm0 然后加上后面
温度和压力那一项
我们用绿色来表示
然后把这个表达式代到
我们刚刚推的吉布斯函数变化
那个表达式里面
也就是我们屏幕中间的这个
也就是每一个物质的吉布斯函数
都用两项来表示
然后我们把同类的项给它归在一起
各组元标准压力下的
千摩尔吉布斯函数我们给放到一起
分压力的那些项放在一起
就变成了我们屏幕最下面的这个公式
它这中括号里有两项
前面那一项
是各组元标准压力下的
千摩尔吉布斯函数
然后第二项 那就是含有各组元分压力
以及跟标准压力比值的这一项
其中这个各组元
千摩尔吉布斯函数
这一项 产物的减去反应物的
这一项 我们用符号来表示
用△G0来表示 它是什么
它是标准压力下该化学反应的
吉布斯函数的变化
当然它跟温度相关的
不同温度下这个值是不一样的
我们用G0来表示
上面那表达式
就变成简单一点了
同时那我们还把这个RmT
放到括号外面
△G0就要除以一个RmT
这个时候为了方便
又引入一个量 这个量是什么
令lnKp恒等于-△G0/RmT
它是跟温度相关的
也就是说 我们那个表达式中
中括号中的第一项
我们用lnKp来进行替换 当然是-lnKp
最后就变成了
我们屏幕最下面的这个表达式
然后我们放在这个PPT的最上面
然后我们来看
这就是我们的定温定压化学反应
利用吉布斯函数还有反应度
最后推导的
吉布斯函数的变化的表达式
其中lnKp是我们刚才引入的
它等于△G0/RmT
但是它跟温度相关的
然后我们进一步地来进行分析
首先我们来看dε
我们前面说了 它是大于0的
然后这里面的PC PD PA PB
就是各个组元
它在某一个瞬间的分压力
或者说实时分压力
P0是标准压力
然后我们来对它进行分析
我们知道对于定温定压化学反应
如果说吉布斯函数减小的话
它自发地朝正方向进行
我们说了 定温定压化学反应
总是朝着吉布斯函数
减小的方向进行的
所以如果说是dG T，p<0的话
它朝正方向进行
如果说这个由分压组成的那些项
如果是大于Kp的话
这dG它就是大于0的
这个时候就自发地朝逆向进行
那如果说这两者是相等的
dG就是等于0的
这个时候就是达到了化学平衡
这个Kp就是化学平衡常数
也就是说 在化学平衡的时候
分压跟Kp有这样的一个关系
-6-0 导引
-6-0 作业
-6-1 纯物质的热力学面及相图
-6-1 作业
-6-2 汽化与饱和
-6-2 作业
-6-3 水蒸气的定压发生过程
-6-3 作业
-6-4 水及水蒸气状态参数的确定及其热力性质图表
-6-4 作业
-6-5 水蒸气的热力过程
-6-5 作业
-第6章 章节小测验
-7-1 概述
-7-2 朗肯循环
-7-2 作业
-7-3 实际蒸汽动力循环分析
-7-3 作业
-7-4 蒸汽再热循环
-7-4 作业
-7-5 蒸汽回热循环
-7-5 作业
-7-6 热电联产循环
-7-6 作业
-7-7 燃气-蒸汽联合循环
-7-7 作业
-7-8* 高效及绿色发电技术
-第7章 章节小测验
-8-0 导引
-8-0 作业
-8-1 空气压缩制冷循环
-8-1 作业
-8-2 蒸气压缩制冷循环
-8-2 作业
-8-3 热泵
-8-3 作业
-8-4* 热泵与节能环保
-8-5 吸收式制冷循环
-8-5 作业
-8-6 其他形式制冷循环
-8-6 作业
-8-7* 制冷剂与环保
-第8章 章节小测验
-9-0 导引
-9-0 作业
-9-1 混合气体的成分
-9-1 作业
-9-2 分压定律与分容积定律
-9-2 作业
-9-3 混合气体参数的计算
-9-3 作业
-9-4 理想气体的混合熵增
-9-4 作业
-9-5 湿空气及其状态参数
-9-5 作业
-9-6 湿空气的焓及熵
-9-6 作业
-9-7 比湿度的确定及湿球温度
-9-7 作业
-9-8 湿空气的焓湿图与热湿比
-9-8 作业
-9-9 湿空气的基本热力过程
-9-9 作业
-9-10* 环保节水型冷却塔简介
-第9章 章节小测验
-10-0 导引
-10-0 作业
-10-1 研究热力学微分关系式的目的
-10-1 作业
-10-2 特征函数
-10-2 作业
-10-3 数学基础
-10-3 作业
-10-4 热系数
-10-4 作业
-10-5 熵、内能和焓的微分关系式
-10-5 作业
-10-6 比热容的微分关系式
-10-6 作业
-10-7 克拉贝龙方程和焦汤系数
-10-7 作业
-10-8 实际气体对理想气体性质的偏离
-10-8 作业
-10-9 维里方程
-10-9 作业
-10-10 经验性状态方程
-10-10 作业
-10-11 普遍化状态方程与对比态原理
-10-11 作业
-第10章 章节小测验
-11-1 概述
-11-1 作业
-11-2 热力学第一定律在反应系统中的应用
-11-2 作业
-11-3 化学反应过程的热力学第一定律分析
-11-3 作业
-11-4 化学反应过程的热力学第二定律分析
-11-4 作业
-11-5 理想气体的化学平衡
-11-5 作业
-11-6 热力学第三定律及绝对熵
-11-6 作业
-第11章 章节小测验
-期末考试
