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相平衡的判断方法

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  • 从热力学第二定律导出的可以判别一多相系统是否已经达到平衡的准则。相平衡准则指出:当α相和β相处于相平衡时,任一组分在两相中的化学位或逸度相等。数学表达式为:式中μα和μβ分别为任一组分i在α相和β相中的化学位,即偏摩尔自由(在温度、压力以及除i组分外其余任意组分j的摩尔数不变时,自由焓G对i组分摩尔数ni的偏导数;其中G=U+pV-TS,U为内能,S为熵,V为体积);弙奸和弙婑分别为i组分在α相和β相中的逸度。逸度与化学位的关系为:式中μ孂为101.325kPa(1大气压)下i组分处于理想气体状态的化学位。μi和弙i都是温度、压力和组成的函数。化学位或逸度可看作是物质从一相逸出进入另一相的推动力。相平衡准则又是相平衡计算的基本公式。当已知μi或弙i与T、p、x的关系时,就可由一相组成计算另一相的组成(见相平衡关联)。弙i与T、p、x具体关系的确定已超出经典热力学的范畴,须用统计力学或半经验模型的方法并结合实验来确定。

    2023-10-23 20:40:52
  • 相平衡讲的是物系组成(x,y)与T,p间的关系,相平衡时不同相之间的化学位差为零,即化学位相等。

    根据相平衡判据的第一种形式可知,当知道μ_i随压力、温度和组成的变化规律时,它就成为定量研究温度、压力和各相组成间相互依赖关系的基础,它也是多相多组分相平衡热力学的基本方程之一;

    为了便于计算,用更直观的组分逸度系数来代替化学位,选择相应的标准态,得到相平衡判据的第二种形式,此时要求处于平衡状态的多相平衡体系中每个组分在各相中的逸度必须相等,这是解决相平衡问题最实用的公式。

    2023-10-23 20:40:52
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