重力场中的热力学简述及其应用

本文讨论了一个封闭的热力学平衡体系在重力场中的行为，并得到了重力场中的热力学判据，与不考虑重力场影响的热力学判据相比较，二者相差一项势能项ｄφ。本文还讨论了受重力场作用时的热力学四大平衡条件，其中热平衡和化学平衡条件与不受重力场影响时相同，力学平衡和相平衡条件则出现修正项。本文定量地剖析了两个受重力场影响的封闭体系平衡现象实例。     

热力学标准态

热力学标准态姚天扬（南京大学化学系２１００９３）在化学热力学中标准状态（简称标准态ＳｔａｎｄａｒｄＳｔａｔｅ）是一个重要而抽象难懂的概念，它贯穿整个化学热力学。波及化学动力学及统计热力学。本文将从物理化学教学角度对标准态作一较全面的论述。标准态概念化...     

广义不可逆四库等温化学势变换器的最优性能

建立受传质不可逆性、质漏以及内部耗散等多种不可逆性影响的一类广义不可逆四库等温化学势变换器的新循环模型,用有限时间热力学或热力学优化理论导出了循环的泵能率和性能系数间的基本优化关系,得到了最大性能系数及相应泵能率和最大泵能率及相应性能系数．分析了各不可逆性对循环性能的影响,结果表明质漏对化学势变换器性能有定性和定量的影响,而内部耗散仅有定量的影响．所得结论可为电化学、光化学、质量交换器及固态设备等的参数优化和性能改善提供新的理论指导．     

稀溶液中化学势的计算以及渗透压公式的推导

将溶液中某组分化学势的计算方式归纳为两种:(1)利用气液平衡时,溶液中某组分的化学势和气相中该组分的化学势相等这一关系来计算;(2)利用溶液中某组分化学势的全微分表达式直接积分来计算。在此基础上,给出了渗透压公式的一种新推导方式,并指出部分物理化学教材关于渗透压定义(Π=p2-p1)的不合理性以及推导渗透压时存在的不妥之处。     

热力学平衡中的假想态浅议

在热力学平衡中,假想态概念可拓展应用于稀溶液中溶质化学势等温式的推导、非均相体系中平衡常数的计算及电化学体系中电极电势的求算等。     

关于弯曲界面气液两相相平衡化学势相等热力学判据的讨论

Thermodynamic criterion of equal chemical potential for phase equilibrium between gas and liquid in curved interface has been introduced in many textbooks and papers. In this paper, the process of the derivation of the criterion is proved to be wrong with analysis. In order to solve the problem, a proof procedure for the thermodynamic criterion of equal chemical potential is provided based on the definition of chemical potential. At the same time, a new thermodynamic criterion of two-phase equilibrium in curved interface is established using Gibbs interface thermodynamics and a new method for derivation of Kelvin equation is put forward based on the thermodynamic criterion of two-phase equilibrium. The new criterion which is derived directly from the second law of thermodynamics has a specific thermodynamic significance and clear physical model.     

关于电解质的化学势及活度

对物理化学教材中的公式μ＝ν＋μ＋＋ν－μ－、ａ＝ａν＋＋·ａν－－及ａ＝ａν±进行了推导与讨论，指出前者对强弱电解质体系均适用，但是μ的涵义不同；后两式只适用于强电解质而不适用于弱电解质体系。从而对各教材中的模糊不妥之处予以澄清。     

规范不同均相化学反应的热力学性质表示及其关系

尝试对均相化学反应的热力学性质表述进行规范,如浓度的表示形式、不同标准状态、B组分标准状态化学势μBo、标准吉布斯自由能变化量△rGm,ao、平衡常数Kao、反应的热效应△rHm,ao等。     

化学势在解决相平衡类问题中的应用探究

采用微元法对有关平衡类问题中化学势变化进行了集中分析和讨论,将克劳修斯-克拉贝龙方程、液体的饱和蒸气压与外压的关系式、开尔文公式以及稀溶液的依数性公式等知识点有机的关联起来,显著降低了相关知识内容的学习难度,并对培养学生创新思维起到了有效锻炼和促进作用。     

微小液滴化学势及其在界面化学中的应用

推导了微小液滴化学势的关系式及其在界面化学中建立和推导相平衡关系的应用。     

物理化学中化学势的含义及应用详解

对化学势概念作了比较详细的解读,并结合扩散、相变化、渗透以及化学变化等过程,对化学势判据在这些过程中的应用给出了图文并茂的说明,借此充分阐述了化学势所体现的化学中变化趋势的这一势的含义。     

化学势变化率对催眠药类化合物QSAR影响

为了改善定量构效关系研究中的相关性系数,更加精确地预测有关化合物的活性,我们引入化学势变化率作为量子化学反应性指数参与了QSAR计算。本文通过苯并二氮杂齛类化合物催眠性能的定量构效关系研究,发现引入了化学势变化率作为量子化学反应性指数后,QSAR相关性有所提高,大多数化合物的计算值与实验数据的误差减少。研究结果表明,在进行QSAR计算时,引入化学势变化率有助于提高苯并二氮杂齛类化合物催眠活性的预测能力。本研究基于这样一个假设:生物体内药物分子的化学势变化也将按比例地反映在生理反应或生物活性的变化中。为此,我们通过苯并二氮杂齛类化合物的定量构效关系研究进行了初步验证。     

从统计热力学角度理解重要的热力学概念

基于玻尔兹曼统计法,简要总结独立粒子的非定位系统的统计热力学基础,并应用一些实例来分析统计热力学和热力学方法之间的区别和联系,帮助学生从统计热力学角度加深对一些重要的热力学概念(如热容、吉布斯自由能、焓和化学势)的理解,建立微观物理图像,以更好地学习两部分热力学知识,并能够灵活运用于化学问题的求解中。     

气体混合物各组分化学势的Monte Carlo模拟

在则系综测试粒子Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ （ＧＣＭＣ）方法模拟常温下空气（以氮气为代表）及其污染物微量有机物（以苯为例）的混合物中各组分的化学势。模拟中,氮气和苯分子采用ＬＪ球型分子势能模型,采用Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｓ抽样及周期边界条件。通过模拟并拟合得到了３００．２Ｋ、苯的摩尔分数为０．０６２５,氮气及苯化学势与压力的关联式,以用于狭缝碳孔中该混合物体系的选择性吸附。     

钒电解液的制备及其电化学和热力学分析

以冶金级V2O3和V2O5为原料,采用混合加热和自催化强化溶解相结合的方法制备钒电解液.通过热力学分析,从理论上计算并确定了V2O5和V2O3溶解过程中在硫酸溶液中的离子存在形式,从而计算了钒电解液VOSO4过程的吉布斯自由能变化？rGm,以及相应的反应生成焓？rHm.结果表明：反应为放热反应,且为自发过程（？rGm〈...     

化学势对模拟计算单壁纳米碳管储氢的影响

采用巨正则Monte Carlo分子模拟方法对单壁纳米碳管阵列的储氢性能进行了研究. 发现计算化学势时的误差可导致单壁纳米碳管氢吸附量较大的变化. 采用修正以后的化学势重新计算了298.15 K时单壁纳米碳管阵列的吸附等温线, 计算而得单壁纳米碳管的储氢量更接近实验结果. 另外, 通过与实验结果进行比较, 认为在单壁纳米碳管阵列的储氢过程中可能存在化学吸附过程.     

枯草杆菌α-淀粉酶在一些色谱体系中的热力学和超热力学研究

通过测定不同温度范围的热力学平衡常数、焓变、熵变、自由能变和补偿温度,研究了枯草杆菌α-淀粉酶在几种色谱介质上的热力学和超热力学。结果表明,在RP-C18反相介质、Zn2+螯合的Sepharose fast-flow亲和介质和WCX-1阳离子交换介质上,当温度分别在13-30和30-50℃范围时,它们的lnKSL分别随绝对温度的倒数线性变化;而在PEG-400和修饰的PEG-400疏水色谱介质上,当温度分别在13-40和13-30℃范围时,它们的lnKSL分别随绝对温度的倒数线性减小,但当温度分别高于40℃和30℃时,它们则随绝对温度的倒数剧烈减小。通过研究不同温度范围的焓变、熵变、自由能变和α-淀粉酶构象变化之间的关系,发现在RP-C18反相和Zn2+螯合的Sepharose fast-flow亲和介质上在30- 50 ℃温度范围内,在WCX-1阳离子交换介质上在13-30 ℃温度范围内,α-淀粉酶的吸附过程由焓变和熵变共同所支配,而在Zn2+螯合的Sepharose fast-flow亲和介质上在13- 30 ℃温度范围内,在WCX-1阳离子交换介质上在30-50 ℃温度范围和在PEG-400 和修饰的PEG-400疏水色谱介质上在13-65 ℃温度范围时,α-淀粉酶的吸附过程仅仅由熵变所控制。最后,通过α-淀粉酶在这些色谱体系中的补偿温度进一步发现,它们的焓变仅仅只能通过它们构象变化所引起的熵变所补偿。     

Sandwich教学法在物理化学教学中的应用——以化学势表达式的推导为例

以化学势表达式的推导为例,探究了Sandwich教学法在物理化学教学中的应用。详细介绍了Sandwich教学法实施过程中教师如何提出问题以呈现教学目标,学生如何通过自主学习与全班交流来探究与解决问题,以及最后又如何通过总结与反馈回归教学目标。通过以学生为主体的Sandwich教学过程的实施,学生对化学势概念、热力学基本方程及状态函数法等重要的物理化学基本概念、公式及方法有了更深入的理解和掌握。Sandwich教学方法相较于传统教学模式更能激发学生学习的主动性和积极性,从而提高学生学习物理化学的兴趣与效果。