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理想气体的化学平衡
理想气体的化学平衡
前面强调完全反应，实际上反应有一定程度，最终系统中既有生成物也有反应物。
化学反应是物质相互转化的质变过程
当正反的反应速度相等时，达到化学平衡
动态平衡
理想气体简单可压缩系统
化学反应的方向和限度的判据
1、熵判据
化学平衡时，Siso达到最大
化学平衡的充要条件
T
Q
环境T0
极大值
化学Ex
当系统可逆地达到与环境的温度、压力相平衡时，系统所能提供的最大有用功
当系统处于与环境压力、温度相平衡时，系统的物理Ex为零。
物理Ex
当系统在物理死态时，经可逆的物理（扩散）或化学（反应）过程达到与环境化学平衡（成分相同）时，所能提供的那部分最大有用功 化学Ex
环境(物理死态)
化学Ex的基准
通常取p0=101.325kPa, T0=298.15K的饱和湿空气为环境
给定环境 T , p
物理Ex
化学Ex
给定环境 T , p
组元，成分
组元 N2 O2 H2O CO2 其它
摩尔成分 0.756 0.2034 0.0312 0.0003 0.0091
分压力pi 76.602 20.609 3.161 0.030 0.922
化学Ex的规定
规定：
环境空气各组元在T0 , pi 下的Ex值为零
空气中组元 i ( N2, O2 , H2O, CO2 , …)
在T0， p0 下的化学Ex = i组元 从 T0， p0 变化到T0, pi下对外作的最大有用功
所以，环境空气的Ex值为零
纯氧O2在p0 , T0下的物理Ex=0，
但化学Ex=0
化学Ex的计算
i 组元的化学Ex(焓Ex)
i
p0 , T0
1kmol
1kmol
pi , T0
0
对于理想气体
化学Ex的计算
i 组元的化学Ex(焓Ex)
i
p0 , T0
1kmol
1kmol
pi , T0
列于表12-2
例：对于O2
燃料（CaHb）的化学Ex
可逆
1kmol CaHb
各处于T0,p0
各处于T0,p0
Wmax
燃料（CaHb）的化学Ex
Ex平衡
T0 p0 下
过量空气不影响燃料化学Ex的计算
燃料（CaHb）的化学Ex
T0 p0 下
燃料（CaHb）的化学Ex
表12-2
Ex损失
实际燃烧过程,肯定有Ex损失
Q
附表7

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