关于球形小液滴热力学公式及其气液平衡条件的讨论

依据热力学第一和第二定律,从不同角度导出了球形小液滴的热力学基本公式。明确指出公式中的压力为液体相的压力,不是气相压力。分别用熵判据和Gibbs自由能判据证明了小液滴的气液相平衡条件为物质在两体相的化学势相等。强调指出:相平衡条件具有普适性,与是否为孤立体系或封闭体系及其类型无关,不仅适于球形液滴,对其他形状的液体也适用。对文献中存在的相关问题进行了较详细的讨论,澄清了一些容易模糊的认识。     

重力场热力学分析和重力化学势

用分析比较的方法对重力场热力学作了新思考，建立了重力场中的Ｇｉｂｂｓ方程和重力化学势，使处理方法简单通用，与普通热力学方法衔接起来，应用大为方便。     

关于“化学平衡”教学中的几个问题

在无机化学及物理化学的某些教科书及教学过程中,对化学反应等温式的物理意义,化学平衡常数的量纲,标准摩尔反应 Gibbs 自由能△G_m~φ与平衡常数之间的关系等问题,经常会产生一些混乱,现就教学中的体会浅谈一些看法。一、化学反应方向和平衡的热力学判据在只作体积功、组成可发生变化的封闭体系中,由于微扰而引起体系状态函数微变的GibbS方程为     

非平衡定态化学反应体系对细致平衡偏离的不可逆性之随机热力学量度

在随机描述的层次上,成功地构筑了非平衡定态化学反应体系对细致平衡偏离的不可逆性之随机热力学判据.基于Fokker-Planck方程建立了连续Markov过程系统的随机熵平衡方程,发现在随机态空间中随机熵的时间变率亦可分为源项和流项两部分贡献.对于化学反应体系,作为态空间源项的随机熵产生可作为偏离细致平衡不可逆性的合适度量,此泛函量的零值标志着细致平衡.进一步借助按系统广度量的Ω展开法,通过对随机力及共轭的随机流的分析揭示态空间中的随机熵产生仅源于状态对细致平衡的偏离,并主要来自非Poisson涨落的贡献,因而可作为随机热力学量去判别和量度化学反应体系对细致平衡的偏离.     

深入认识电化学势及电化学势判据

从电化学势和热力学第二定律的关系入手,导出了基于电化学势的电化学过程方向判据,即从热力学第二定律的高度对电化学势判据进行了再认识,避免了直接把热力学第二定律Gibbs判据中的化学势改为电化学势却仍然沿用相同的使用条件去说明问题的错误做法,澄清了电化学系统只有可逆过程而无平衡状态的错误概念,并在此基础上对相关的电化学问题进行了讨论,说明了电化学势概念在电化学基础理论中的重要性。     

氯参与的化学气相淀积金刚石的热力学分析

用非平衡热力学耦合模型研究了金刚石在CHCl体系中的生长,计算所得CHCl体系的金刚石生长的相图与大量实验结果符合良好.通过热力学分析讨论了氯的添加对提高金刚石薄膜生长速率及其质量的影响以及降低淀积温度的作用.     

不同压力下碳氢体系低压金刚石的非平衡定态系列相图

系统压力是低压金刚石薄膜生长实验中重要的实验参数，如果采用合理的计算方法定量化地预测出压力对金刚石薄膜生长条件的影响，则可以直接用于指导其实验研究。本文报道根据非平衡热力学耦合理论模型绘制了C-H体系金刚石生长投影相图，经与大量实验结果比较相一致，并系统地计算了压力变化的碳氢体系金刚石生长非平衡定态截面相图，得到了金刚石生长区随压力变化的规律。计算得到的相图与经典平衡相图有本质不同，均有金刚石生长区，因而可以合理解决金刚石低压下连续生长而石墨被腐蚀与经典平衡热力学之间的矛盾。本文的计算结果可以为金刚石生长实验提供定量化的压力条件的选择和优化实验条件。     

活性炭自水溶液中吸附酚的热力学与机理研究

研究了水溶液中活性炭分别吸附苯酚、邻甲酚过程热力学与机理, 测定了不同温度下的吸附等温线。结果表明, 常温下稀溶液中, 苯酚以垂直与平伏混杂取向被吸附, 高浓度时则以垂直取向为主。邻甲酚以平伏聚向被吸附且取向几乎不受浓度变化的影响, 但受温度的影响, 55~60℃时, 吸附情况与苯酚相似。体系的热力学与吸附机理关系密切。垂直吸附的熵变较小, 平伏吸附的熵较大。对产生上述现象的原因, 本文进行了分析讨论, 并由此阐明了其它固-液吸附体系中的一些问题。     

关于一些热力学公式使用条件的讨论

物理化学中的热力学公式在不同条件下有不同的衍变形式,极易诱导学生产生错误理解。通过实例分析,对热力学能和焓变化计算公式、赫姆霍兹自由能和吉布斯自由能判据、热力学基本方程等的使用和理解中存在的一些问题予以讨论。     

氯参与的化学气相沉积金刚石的热力学分析

用非平衡热力学耦合模型研究了金刚石在Ｃ－Ｈ－Ｃｌ体系中的生长,计算所得Ｃ－Ｈ－Ｃｌ体系的金刚石生长的相图与大量实验结果符合良好,通过热力学分析讨论了氯的添加对提高金刚石薄膜生长速率及其质量的影响以及降低淀积温度的作用。     

添加氧影响下低压金刚石生长的条件

采用非平衡热力学耦合模型研究金刚石在CO-H₂、CO-O₂-H₂体系中的生长情况,计算不同氧含量下的金刚石生长相图,固定氧氢比考察压力变化对金刚石生长区的影响,讨论了不同氧氢含量对金刚石生长区的影响。与经典的平衡热力学理论计算所得的相图不同,本文的相图均有金刚石生长区,可以很好地解释低压下金刚石在气相中的生长,还可以用于指导低压金刚石生长的实验研究。     

核壳型聚丙烯酸丁酯/聚(苯乙烯-甲丙烯酸甲酯)乳胶粒子形态设计及模拟

在简化及限制的实验条件下，提出了一套界面张力的简化推算方法，通过计算证实了采用该简化算法所得界面张力可较为准确地预测丙苯体系复合乳胶粒子的热力学平衡形态．并且根据性能要求，通过界面自由能变化最小的热力学判据对核壳型聚丙烯酸丁酯／ 聚（ 苯乙烯 甲基丙烯酸甲酯） 复合乳胶粒子进行形态设计，采用种子半连续乳液聚合法制备复合乳胶，利用电镜对设计粒子的最终核壳形态进行了证实．     

AaDd型氢键流体的统计理论(Ⅰ): 几何相变

通过两种不同的统计方法研究了A_aD_d型氢键体系中的氢键对体系的一些物理化学特征的影响. 指出获得氢键簇合物数量分布函数的两种新方法, 得到该体系的平衡自由能以及氢键度与外界条件之间关系的解析表达式, 讨论了氢键的成键概率与相关热力学量的关系. 在平均场理论的框架下, 证明了非线性氢键体系中发生的溶胶-凝胶相转变是一类几何相变, 而非热力学相变. 进一步对氢键体系中此类几何相变与液-固热力学相变间的关系进行了初步探讨.     

深入认识电化学势及电化学势判据

摘要 从电化学势和热力学第二定律的关系入手,导出了基于电化学势的电化学过程方向判据,即从热力学第二定律的高度对电化学势判据进行了再认识,避免了直接把热力学第二定律Gibbs判据中的化学势改为电化学势去说明问题的错误做法,澄清了电化学系统只有可逆过程而无平衡状态的错误概念,并在此基础上对相关的电化学问题进行了讨论,说明了电化学势概念在电化学基础理论中的重要性。     

勒夏特列原理与合成氨的平衡移动

勒夏特列原理是处理条件变化时化学平衡移动方向问题的重要依据。本文从勒夏特列原理的定性特点出发,针对合成氨体系中“奇怪的平衡移动”问题,采用热力学基本方程和简明的数学分析方法,给以回答和讨论。此外,简要介绍勒夏特列的生平。     

聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液粒子热力学平衡形态预测

以水性聚氨酯分散液为种子采用无皂乳液聚合新技术合成出了具有核壳结构的聚氨酯/聚丙烯酸酯（PU/PA）复合聚合物乳液。采用界面张力简化计算方法计算了聚合物与聚合物之间以及聚合物和水之间的界面张力,通过界面自由能变化最小的热力学判据对合成的复合乳液粒子的热力学平衡形态进行了预测。并利用透射电子显微镜观察和用接触角法测定的膜的表面极性对其进行了证实。结果表明：界面自由能变化的最小判据可以推广到PU/PA 体系,本文给出的界面张力的简化计算方法是可行的。     

丙烯气相水合反应过程的热力学分析

根据所提出的高压复杂物系化学平衡组成的计算方法，对丙烯气相水合反应进行了热力学分析。计算了反应条件对各反应组分平衡组成的影响。得到了丙烯和水的平衡转化率、异丙醇（ＩＰＡ）及异丙醚（ＩＰＥ）的平衡组成随温度、压力、进料中水／烯比及原料中异丙醇含量的变化规律，确定了该反应体系在热力学上的最优操作条件，为催化剂的筛选提供了依据。     

甲烷氧化偶联制烯烃的热力学平衡限度

选择适宜的热力学模型对甲烷氧化偶联制烯烃体系的热力学平衡进行分析，考察温度﹑压力﹑进料组成对体系组分的平衡限度影响。研究发现，在甲烷氧化偶联制烯烃体系中，H2、CO的生成相对容易，C2产物（C2H4、C2H6）不容易生成。通过计算，得到了该体系有利于烯烃生成的反应条件，500℃～800℃、1.5MPa、烷氧摩尔比为7。实验为甲烷氧化偶联反应器和催化剂的开发研究提供热力学依据。     

电子授受型络合物合成氨催化剂的研究Ⅰ.Fe-K-C(G)催化体系的活性考察

本文报道了用两种铁化合物制备的温和条件下合成氨的EDA型催化剂。得到了活性较高的FeCp_2-K-C催化体系。常压下,350℃,1000小时~(-1)时出口氨浓度可达0.70％,接近热力学平衡值(0.838％)。加压下,150公斤/厘米~2,350℃,15000小时~(-1)时出口氨浓度可达12.5％。考察了影响催化活性的几种因素并进行了讨论。     

基于吉布斯弯曲界面相平衡判据的开尔文方程推导

对两种界面热力学处理方法(古根海姆法与吉布斯法)进行了介绍。采用吉布斯界面热力学方法建立了存在界面相时两相平衡的热力学判据,并以此为基础提出了一种新的开尔文方程推导方法。