余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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物质的摩尔定压热容与反应焓的客观性

已有 872 次阅读 2024-2-29 09:54 |系统分类:教学心得

       本文拟结合基希霍夫公式,探讨摩尔定压热容(Cp,m)及任意温度下化学反应的标准摩尔反应焓

(ΔrHθm,T)的客观性,供参考.

  1. 摩尔定压热容Cp,m

     物质的摩尔定压热容通常是指:恒压、有效功为0,且不发生化学反应及相变的前提下,单位物质的量的

某物质吸收(或释放)的热量随温度的变化率,可记为:

        image.png       (1)

      物质的摩尔定压热容可(设计实验)实测,数据客观真实.

   2. 基希霍夫公式

      基希霍夫公式可计算任意温度下,化学反应(或相变)的标准摩尔反应焓;其推导过程参见如下图(1):

image.png

                                            图1. 不同温度下化学反应“aA+bB→cC+dD”循环示意图

       由图1可得:image.png                        (2)

                          image.png    (3)

                          image.png      (4)

      将式(3)、(4)代入式(2),取积分下限为298.15K, 并积分可得:

     image.png    (5)

      令:image.png         (6)

      将式(6)代入式(5)可得:

     image.png          (7)

      式(7)称基希霍夫公式.

  3. 结果讨论

       在 25℃、标态(或恒温恒压)下,化学反应“aA+bB→cC+dD”仅能通过范特霍夫平衡箱实现[1]

ΔrHθm(298.15K)、ΔrGθm(298.15K)及ΔrSθm(298.15K)均为虚拟数据[2]

       尽管ΔrCp,m为真实数据,由基希霍夫公式所得ΔrHθmT)仍是虚拟数据.

  4. 结论

     ⑴ 物质的摩尔定压热容(Cp,m)数据客观真实;

     ⑵由基希霍夫公式计算所得ΔrHθmT)为虚拟数据,不能实测.

参考文献

[1]余高奇. 反应进度(ξ)与热力学计算的虚拟性. 科学网博客,http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666.2021,4.

[2]余高奇.热力学数据源探究. 科学网博客,http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666.2021,8.



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