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理想气体混合熵的计算

理想气体混合熵
求混合过程的熵变,原则是把混合前的每种气体看成子体系, 混合后的体系 为总体系,总体系的混合熵等于各子体系混合熵变之和 ,AS 总=工△子。

为了讨论方便,我们先看两种理想气体的混合过程。

B(g)(nB,pB,VB,TB)。

抽开隔板,开始混合,混合后的总体系,其状态(终态)为n=nA + nB, V=VA + VB 。

现在还有T 和p 不知道。

先求T 。

一般混合,可以看成绝热过程,即 AB 只是互相交换能量,而与环 境没有能量(热量)的交换。

所以, A 气体放的热量,等于B 气体吸收的热量, 反之亦然。

设混合后的体系的温度为T
_ nACp.m (A )(T - T A ) -
_ T B ) nRT
P 二 --------- 求出T 之后,据
1 ,可以计算出混合后总体系的压强。

求出总压 强之后,再根据分压定律,求出气体 A 和B 在总体系中的分压强PA '和PB :
加 Cpm(⑷% + HB C"⑻ T E
设有两种气体A(g)、
A(g)(nA,pA,VA,TA)和
现在就可以求混合熵了:
幻+勿
从此式中,可以看出,二组分理想气体的混合熵,是各自pVT 变化熵的加 和。

特别是,化学反应中的混合,常常是等温等压条件下的混合,即混合前后子 体系与总体系的温度和压强均不发生变化,这种情况下求混合熵就更简单。

E4
式中,(A 气体的体积分数)在定压条件下等于 A 气体的摩尔分数yB 所以,若有k 种理想B 气体定温定压混合,过程的混合熵为
仏二-R 若血1吨) =^A
AS4 + AS 二 T Cp r m (j4) 111

P A ■ 3启 T 4用(£)hi —— T ・ T Cv r m (A )In — T A ■
+ /?ln —
V A ■ ■ T Cv, ill — T B ■
■ v + 7?ln — V B ■
6S =。

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