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引言:

前两章为热力学基础部分,主要讲解了热力学第一定律、第二定律,引入了热力学能、焓、熵、亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能5个热力学状态函数,介绍了简单系统发生单纯pVT变化、相变化和化学变化对功、热及五个状态函数变化的计算。

这里所说的简单系统是指由一个或几个纯物质相和组成不变的相形成的平衡系统。组成不变的相在处理时可以按一种物质对待。

但是常见的系统绝大多数为多组分系统和相组成发生变化的系统。多组分封闭系统内相的组成发生变化的原因是由于发生了相变或化学变化。因此,继上两章之后,本章介绍多组分系统热力学。

多组分系统可以是单相的或多相的。对多相系统,可以把它分成几个多组分单相系统。因此,从多组分单相系统热力学出发加以研究。

多组分单相系统是由两种或两种以上物质分子水平上混合而成的均匀系统。为了热力学上讨论问题时的方便,按处理方法的不同,把它区分为混合物和溶液。对混合物中每种组分选用同样的标准态加以研究;而对溶液将组分区分为溶剂和溶质,且对二者选用不同的标准态加以研究。

按聚集状态的不同,混合物分为气态混合物、液态混合物和固态混合物;溶液则分为液态溶液和固态溶液。今后,除非特别指明,混合物即指液态混合物,溶液即指液态溶液。

液体与液体以任意比例相互混合成均相即形成混合物、气体、液体或固体溶于液体溶剂中即形成溶液。按溶质的导电性能,又把溶液分为电解质溶液和非电解质溶液。本章只讨论混合物及非电解质溶液,电解质溶液将在第七章中讨论,固态混合物和固态溶液将在第五章涉及。

按照规律性来划分,混合物可分成理想混合物及实际混合物,溶液可分成理想稀溶液及实际溶液。理想混合物在全部浓度范围内,理想稀溶液在适当小的范围内,均有着简单的规律性;实际混合物和实际溶液则与理想情况有一定程度的偏差。因此,掌握理想混合物与理想稀溶液的性质对于了解实际混合物与实际溶液的性质有很大的帮助。

知识框架:

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