热力学函数熵的物理意义是什么?熵增加原理适用范围是什么
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- tshrat 共回答了26个问题
|采纳率80.8% - 简单的说热力学中的熵就是混乱度的含义.物体总是自发向无序方向发展.那么适用范围就是自发进行.所以凡是自发进行的活动,都是向着更混乱的方向发展,所以熵就会增加.
- 1年前
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|采纳率88.2%(∂T/∂S)H=(∂T/∂p)H*(∂p/∂S)H
dH=Tds+vdp---->(∂S/∂p)H=-v/T
(∂T/∂p)H=-(∂H/∂p)T*(∂T/∂H)p(循环关系)
其中(∂H/∂p)T=v-T(∂v/∂T)p这是H的第二个微分关系,(∂T/∂H)p=1/Cp(Cp的定义)
--->(∂T/∂S)H=-(∂T/∂p)H*(T/v)=v/T*(v-T(∂v/∂T)p)*(∂T/∂H)p
=T*(∂T/∂H)p-(T^2/v)(∂v/∂T)p)*(∂T/∂H)p=T/Cp-(T^2/v)(∂v/∂H)p
利用U的第二个微分关系dU=CvdT+[T(∂p/∂T))v-p]dv--->
(∂T/∂v)U=[p-T(∂p/∂T))v]/Cv,(∂T/∂U)v=1/Cv (Cv的定义)
=p(∂T/∂U)v-T*(∂T/∂U)v*(∂P/∂T)v=p(∂T/∂U)v-T*(∂p/∂U)v
3.利用H的第二个微分关系dH=CpdT+[v-T(∂v/∂T))p]dp--->
(∂T/∂p)H=[T(∂v/∂T))p-v]/Cp,(∂T/∂H)p=1/Cp(Cp的定义)
=T(∂v/∂T)p(∂T/∂H)p-v(∂T/∂H)p=T(∂v/∂H)p-v(∂T/∂H)p
(以上问题,若从最基本的出发,就太繁琐,故应该熟悉U、S、H这几个基本热力学函数的几种微分关系式)1年前查看全部
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|采纳率93.3%1-△U=0、△H=0
2-△U=△H=0 Q=W △A=△G
3-Q=0、△S=0 、W=△U
4-△A=△G1年前查看全部
- 为什么用电动势法测定化学反应的热力学函数时,要用对消法测定电动势?
石羊吸粉1年前1
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dsfkherjg 共回答了15个问题
|采纳率86.7%哈哈~我们前天刚刚做了测电动势的实验~
因为所谓原电池的电动势,定义上是说要在电流等于0的时候才能测出准确值,当电路中有电流时,会使电极处产生极化作用,也就是说会使电极电势降低,从而使测量值低于实际值.所以我们必须在电流等于0的时候才能测,那么能做到这一点的只有对消法.
还有不明白的再问我吧~话说正好我在写实验报告,有道思考题就是这个= =1年前查看全部
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人们经常用电化学的基本理论和测定方法求算一些热力学函数变化值,或用已知的热力学函数值来求得电化学反应的物理量,这些理论和方法的应用给解决实际问题带来极大方便.
现设计以下电池(298K,pΘ)
(-)(Pt)Cl2(g,pΘ)|HCl(1mol/dm3)|AgCl(s)-Ag(s)(+)
其中Cl-1|AgCl(s)-Ag(s)电极称为银-氯化银电极,是微溶盐电极,其电极反应为:AgCl(s)+e-→Ag(s)+Cl-(1mol/dm3),是对Cl-的可逆电极.
已知有关物质的热力学数据如下:
法拉第常数 F=9.65×104 C∙molˉ1,理想气体常数R=8.314J∙molˉ1∙Kˉ1物质 △fHΘm/kJ∙mol-1 SΘm/J∙mol-1∙K-1 AgCl (s) -127.0 96.11 Ag (s) 0 42.70 Cl2 (g) 0 223.0
(1)根据该电池正、负极的电极反应,写出该电池的电池反应式
(2)求该反应的△rHΘm和△rSΘm和△rGΘm,(298K,pΘ)
(3)求该电池反应的电动势E及标准电池电动势EΘ.已知△rGΘm=-nFEΘ;
△rG=-nFE,其中n为电极反应得失电子的物质的量.
(4)求该电池在可逆放电时的热效应QR.QR等于该反应的△rΗΘm吗?为什么?
(5)已知恒压下△rSΘm=nF(△E/△T),(△E/△T)为电池电动势的温度系数,试求之?
(6)求该电池反应的平衡常数KΘ.
(7)根据题(3)中求得的EΘ和E的数值,能否判断所设计的电池是自发电池还是非自发电池?若想改变方向,如何进行操作?tengwentian151年前1 -
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|采纳率86.7%解题思路:(1)原电池的正极和负极反应的和即为总反应,据此来书写即可;(2)根据公式△rΗΘm=△fΗΘm (Ag,s)+12△fΗΘm (Cl2,g)-△fΗΘm(AgCl,s);△rSΘm=12SΘm(Cl2,g)+SΘm(Ag,s)-SΘm(AgCl,s);△rGΘm=△rΗΘm-T△rSΘm来计算;(3)根据题给条件结合公式E=EΘ=△rGΘm×1nF来计算;(4)根据热二律的数学表达式△S≥Q/T,可逆条件下△S=QRT来计算回答;(5)根据温度系数△E△T来计算回答;(6)根据KΘ=exp (nFEΘ×1RT)来计算;(7)若EΘ<0,说明该电池是非自发电池,反之是自发的反应.(1)该电池正、负极的电极反以及电池的电池反应式为:
,
答:;
(2)△rΗΘm=△fΗΘm (Ag,s)+[1/2]△fΗΘm (Cl2,g)-△fΗΘm(AgCl,s)=127.0(kJ∙molˉ1)
△rSΘm=[1/2]SΘm(Cl2,g)+SΘm(Ag,s)-SΘm(AgCl,s)=58.09(J∙molˉ1∙Kˉ1)
△rGΘm=△rΗΘm-T△rSΘm=127.0×103-298×58.09=109.7 (kJ∙molˉ1)
答:该反应的△rHΘm和△rSΘm和△rGΘm(298K,pΘ)依次是127.0kJ∙molˉ1、58.09J∙molˉ1∙Kˉ1;109.7 kJ∙molˉ1;
(3)根据题给条件:E=EΘ=△rGΘm×[1/nF]=-
109.7×103
9.65×104=-1.137V,答:该电池反应的电动势E及标准电池电动势EΘ均为1.137V;
(4)根据热二律的数学表达式△S≥Q/T,可逆条件下△S=
QR
T
∴QR=T△S=T△rSΘm=298×58.09=17311 J∙molˉ1
该反应中QR≠△rHΘm,∵△rHΘm为T,pΘ,非体积功W'=0的反应热;而QR为T,pΘ,W'≠0(有电功)可逆放电时的热效应.
答:该电池在可逆放电时的热效应QR=17311 J∙molˉ1,该反应中QR≠△rHΘm,∵△rHΘm为T,pΘ,非体积功W'=0的反应热;而QR为T,pΘ,W'≠0(有电功)可逆放电时的热效应;
(5)温度系数[△E/△T]=△rSΘm×[1/nF]=[58.09
9.65×104=6.02×10ˉ4
V/K],答:电池电动势的温度系数为:6.02×10ˉ4 [V/K];
(6)KΘ=exp (nFEΘ×[1/RT])=exp[1×9.65×104×(-[1.137/8.314])×298]=5.84×10ˉ20,答:该电池反应的平衡常数KΘ=5.84×10ˉ20;
(7)因E=EΘ=-1.137V,EΘ<0说明该电池是非自发电池.欲使其变为自发电池,只要把正、负极交换位置即可.此时电池反应为Ag(s)+[1/2]Cl2→AgCl (s)反应,答:该电池是非自发电池,若想改变方向,只要把正、负极交换位置即可.点评:
本题考点: 原电池和电解池的工作原理.
考点点评: 本题是一道关于原电池和电解池原理的应用知识的综合考查题,考查学生对知识的灵活应用和计算能力,难度大,是一道竞赛题.1年前查看全部
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H = U + PV
F = U − TS
G = U + PV − TS
J = F - μN
考虑粒子数量变化下:(微分关系)
dU = Tds - pdV + μdN
dH = Tds + Vdp + μdN
dF = -SdT - pdV + μdN
dG = -SdT + Vdp + μdN
dJ = -SdT - pdV - Ndμ
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