2022-2023学年高二物理竞赛课件：开放系统的热力学基本方程_第1页
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开放系统的热力学基本方程2开放系统：系统中物质的的质量或者摩尔数是变动的。需要引进描述系统物质量变化的参量—化学参量。对于简单的单元体系，只需引进一个物质的量n。则内能U=U（S，V，n）内能的全微分：3当dn=0，并考虑基本方程：dU=TdS-pdV则有：设：

μ定义为化学势，它是在S，V不变下系统质量增加1mol所引起内能的增加。开系的热力学基本方程：dU=TdS-pdV+μdn4开系的热力学基本方程：dU=TdS-pdV+μdndH=TdS+Vdp+μdndF=-SdT-pdV+μdndG=-SdT+Vdp+μdn由于物质的量改变了dn所引起的热力学函数的改变5化学势等于等温等压条件下，增加1mol物质时吉布斯函数的改变。化学势等于摩尔吉布斯函数，结论适用于单元系。由dG的全微分得到：选吉布斯函数定义化学势：摩尔吉布斯函数6定义热力学函数称为热力学势，则有及：由知F是以T、V、n为独立变量的特性函数

，，7二级相变（连续相变）：在相变点，两相的化学势和化学势的一级偏导数连续，但化学势的二级偏导数存在突变。即：即即

,,8特点：没有相变潜热和比体积突变，但是定压比热、定压膨胀系数和等温压缩系数存在突变。

艾伦菲斯脱（Ehrenfest

）方程9n级相变：特征：相变时两相的化学势及一级，二级……直到（n-1）级偏导数连续，但n级偏导数发生突变。习惯上把二级以上的相变通称为连续相变。连续相变在相变点两相的化学势以及化学势的一级偏导数连续。连续相变的相变点称为临界点。10相变的分类是以吉布斯函数（或化学势）及其导数的连续性为标志。一级相变：在相变点，两相的化学势连续，但是化学势的一级偏导数存在突变。特点：存在相变潜热和比体积突变。通常的气、液、固之间的相变，同素异晶的转变是一级相变。1112第三章小结1.掌握不同系统的平衡判据；2.掌握开系的热力学基本方程；3.掌握单元复相系平衡满足的平衡条

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