物理化学熵变计算公式是热力学分析的核心工具,通过可逆过程热温商计算系统无序度变化,关键公式包括等温过程、变温过程,以及相变熵。
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等温过程熵变:理想气体等温膨胀或压缩时,熵变仅与体积或压强比相关,公式为。例如,10mol气体等温膨胀至2倍体积,熵变为57.6 J/K。
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变温过程熵变:需分等压或等容计算。等压过程用,等容过程则为。若温度与热容均变化,需分段积分或设计可逆路径。
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相变熵计算:可逆相变(如冰熔化)直接使用;非平衡相变需设计三步路径(变温-可逆相变-变温),综合计算各阶段熵变。
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混合过程熵变:理想气体等温混合时,,其中为组分摩尔分数。例如,氢与甲烷混合熵为0.33 J/K。
掌握熵变计算需理解状态函数特性,灵活设计可逆路径,并结合实际条件选择公式。