热力学函数中广度量可以相加减吗
可以的。
因为公式既然是推导的结果,它们之间一定有数学和物理规律上的关联,而只要利用好这些规律,就能轻松地掌握热力学公式。
首先来看两个基本概念:
1. 广度量和强度量。广度量跟体系的大小无关,强度量无关。显然V, S是广度量,p, T是强度量。
2. 共轭量。两个共轭量,量纲的乘积为能量量纲。故p, V是一对共轭量,T, S是另一对共轭量。
看热力学基本关系式:
四个关系式所得出的量(U, H, F, G)都具有能量的量纲,所以它们的每一项都是一对共轭量的乘积。
然后需要记住各共轭对出现的符号:
两项为+号,?两项为-号,这就组成了4对共轭对,热力学的四个基本函数,由这4对共轭对的2对组成。四个量具有不同的四个自变量:
U(S, V)
H(S, p)
F(T, V)
G(T, p)
这些自变量确定了每个热力学基本关系式中的微分量。于是根据微分量和符号规律,就可以写出热力学基本关系式。以吉布斯自由能G为例:
G的微分量是T,p,所以我们去上面找共轭对:dT对应SdT, dp对应Vdp,于是就写出来了:
Maxwell关系式看似复杂,其实也有着统一的规律:即二阶偏导数的值跟求导次序无关。
其中F是四个热力学基本函数之一,x和y是p, V, S, T四个变量中的两个。
反映在公式的形式上,根据以下三个原则便可以写出全部的Maxwell关系式。
1. 量纲一致
首先,共轭量需要处在等式的对角。
其次,分子和分母不能是一对共轭量。
2. 符号关系
Maxwell关系式中,如果微分式的分子分母分别是一个广度量和一个强度量时,等号的右边需要加上负号。
2. 脚标互换
把Maxwell关系式两边的分母互换位置,就是两边的脚标。
下面我们可以根据这两条规则来写maxwell关系式。如:
左边的微分,分子是V,分母是T,那么直接可以根据共轭量关系把右边的量写出来。
然后,因为微商的分子是广度量,分母是强度量,问号应该是负号。
接下来,把分子的T和p对换,得到脚标。
于是这个关系式就写出来了
只要知道这些关系式的原则,便能轻易写出全部的式子。
S-顺式(S-cisoid)共轭双烯的构象异构体之一。由于碳碳单键的自由旋转,而开成全重叠的构象异构体。其中“S”表示单键(英文single的字首),两个双键处于同侧。一般,S-顺式没有相应的S-反式稳定,其消光系数小于10,000,能与亲双烯试剂进行狄尔斯-阿德耳反应。含羰基的化合物也有这种构象异构体。例如,S-顺-1,3-丁二烯及S-顺-1-乙酰基-2-甲基环己烯。
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