§2.10△G的计算 G=H-TS,△G=△H-△(TS)一一①定义式 等T:△G=△H-T△S 等S:△G=△H-S△T G-U+PV-TS du=60-a dG=dH-TdS-SdT =(dU+PdV+VdP)-TdS-SdT =6O-6W +PdV+VdP-TdS-SdT 1
1 §2.10 ΔG 的计算 G=H-TS,ΔG =ΔH -Δ(T S)——①定义式 等 T:ΔG=ΔH-TΔS 等 S:ΔG=ΔH-SΔT G=U+PV-TS dU= Q − W dG=dH-TdS-SdT =(dU+PdV+VdP)-TdS-SdT =Q − W +PdV+VdP-TdS-SdT
可逆变化:△S2:=0 T QR=T△S,即OQp=TdS aW=∂W、s+aW`=PdV+aW ∂W=0,∂W=PdV dG=TdS-PaV+PdV +VdP-TdS-SdT dG=-SdT+VdP- ②基本方程式 等TP,W=0,可逆,△G=0 ——③式 等TP,W≠0,可逆,△G=-W
2 可逆变化:ΔST QR =0 QR =TΔS,即 QR =TdS W = W W` sys + =PdV+ W ` W`=0,W =PdV dG= TdS- PdV+ PdV +VdP-TdS-SdT dG= - SdT+VdP——②基本方程式 等 TP,W`=0,可逆,ΔG=0 ——③式 等 TP,W’ 0,可逆,ΔG=- W`
1.状态变化 1)等T过程: 理气(nTPV1) T,AG=2 >(nTP2V2) a)定义式:△G=△H-△(TS)=△H-T△S 等T:△H=0,△U=0,T△S=Q=WR An%=wnTay P =nRTLn V nRTLn 不能做判据 P 只能用△F -△F≥W 3
3 1.状态变化 1)等 T 过程: 理气 (nTP1 V1 )⎯T ⎯,G ⎯=? →(nTP2 V2 ) a)定义式:ΔG=ΔH-Δ(TS)=ΔH-TΔS 等 T:ΔH=0,ΔU=0,TΔS=QR =WR ΔG=0- WR =- 2 1 V V PdV =- 2 1 V V dV V nRT =nRTLn 2 1 V V = nRTLn 1 2 P P 不能做判据 只能用ΔF -ΔF≥W
b)基本方程式: dG=-SdT+VdP 等T,,dG=VdP P dp nRTLn P 适用:可逆和不可逆过程 2)变TP过程: 定义式:△G=△H-(T2S2-T1S1) 基本式:aG-s7+ar S(T), .-号,S-CLTIk 状态方程
4 b)基本方程式: 等 T,dG=VdP ΔG= 2 1 P P VdP = 2 1 P P dP P nRT = nRTLn 1 2 P P 2)变 TP 过程: 定义式:ΔG=ΔH-(T2 S2 -T1 S1) 基本式:ΔG= − 2 1 T t SdT + 2 1 P P VdP dG=-SdT+VdP 适用:可逆和不可逆过程 S(T), T C T S P P = ( ) ,S=CP LnT+k 状态方程
例:(2mo102298K,P9) AG=→(373K,5P9) 己知:S9m298K=205 J/KmoI, 7 Cpm(O2) =一R 2 解:△G=△H(T2S2-TS1) △H=nCrm(T2T1)=4365J S1=205×2=410J/K S2=△S+S1 T A S=nCeLn +nRLn T 7 373 =2X RLn +2RLn 2 298 5p-13.7J/
5 例:(2molO2 298K,P θ )⎯G ⎯=? →(373K,5Pθ ) 已知:S m(298K) =205J/Kmol, ( ) P m O2 C = 2 7 R 解:ΔG=ΔH-(T2 S2 -T1 S1) ΔH=nCP m(T2 -T1)=4365J S1 =205×2=410J/K S2 =ΔS+S1 ΔS=nCPmLn 1 2 T T +nRLn 2 1 P P =2× 2 7 RL n 298 373 +2RLn P P 5 = -13.7J/K
S2=△S+S1=396J/K △G=△H-(T2S2-TS1)=-21.16KJ -△G>0但不能判断方向 3)不同理气混合的△G a)等TV混合: naPATV+ nPTV AG3→n,P,Ty n-ng+ng P=Pa+Pp △H=0△S=0△G=0 6
6 S2 =ΔS+S1 =396 J/K ΔG=ΔH-(T2 S2 -T1 S1)=-21.16KJ -ΔG>0 但不能判断方向 3)不同理气混合的ΔG a)等 TV 混合: nA PA TV + nB PB TV ⎯G ⎯=? → n,P,TV n=nB +nB P=PA +PB ΔH=0 ΔS=0 ΔG=0
b)等T(P)混合: DAVATP aVE TP G3→h,V,TP n-ngtng V=VA+VB 定义式:△S=-R∑nLny: (y:1) △G=△H-T△S=RT∑nLny:<0 基本式:dG=-SdT+VdP 等T,dG=VdP A:P→PA,V→VA V-VA+VB B:P→PB,V→VB P=PA十PB
7 b)等 T(P)混合: nA VA TP + nB VB TP ⎯G ⎯=? → n,V,TP n=nB +nB V=VA +VB 定义式:ΔS=-RΣni Lnyi ΔG=ΔH-TΔS = RTΣni Lnyi (yi <1) <0 基本式:dG=-SdT+VdP 等 T,dG=VdP A:P→PA,V→VA B:P→PB,V→VB V = VA + VB P = PA + PB
C.vpnnn=nagTinya △GB=nERTLnyB AG=△Ga+△G=RT∑n:LnyO 不可逆过程 2.相变的△G 1)可逆相变 等T,P,W=0,△G=0 △G=△H-T△S=Q,QR=0
8 ΔGA = PA P VdP = nA RTLn P PA = nA RTLnyA ΔGB = nB RTLnyB ΔG=ΔGA +ΔGB = RTΣni Lnyi < 0 不可逆过程 2.相变的ΔG 1)可逆相变 等 T,P,W`=0,ΔG=0 ΔG=ΔH-TΔS=Qp -QR =0
基本式:dG=-SdT+VdP=0△G=0 若W`≠0△G=-W 例:H0(s) 273Kp> H20(1)△G=0 H20(1) 373K,p9 →H20(g)△G=0 2)不可逆相变 设计可逆过程计算△G 例:1mo1过冷水蒸气(298K,P)变成同温 同压下的水,求△G 9
9 基本式:dG=-SdT+VdP=0 ΔG=0 若 W`≠0 ΔG=- W` 例:H2 O(s)⎯⎯ ⎯→ 273K,P H2 O(l)ΔG=0 H2 O(l)⎯⎯ ⎯→ 373K,P H2 O(g) ΔG=0 2)不可逆相变 设计可逆过程计算ΔG 例:1mol 过冷水蒸气(298K,P θ)变成同温 同压下的水,求ΔG
H20(g) 298K,p°,AGmR〉H20(1) 可逆相变:298K,P*=3168Pa 373K,P=101325Pa 解法1:设计同温可逆过程,298K H20(g) 298K,P,△ 2→H20(1) △G △G H20(g) 298K,P*AG=0→H20(1) 10
10 H2 O(g)⎯⎯⎯⎯ ⎯→ K P Gm,IR 298 , , H2 O(l) 可逆相变:298K,P * =3168Pa 373K,P θ=101325Pa 解法 1:设计同温可逆过程,298K H2 O(g)⎯298 ⎯K ⎯,P , ⎯G2 → H2 O(l) H2 O(g)⎯298 ⎯K ⎯,P* , ⎯G1 ⎯=0 → H2 O(l) ΔGˊ ΔG