Φυσικοχημεία Ι (414)

Αποδείξαμε (άσκηση 15) την ενδιαφέρουσα σχέση C_P - C_V = α²TV/k_T. Χρησιμοποιήσαμε την συνθήκη αυξήσεως της εντροπίας για να δούμε ότι ένα θερμότερο σώμα χάνει εσωτερική ενέργεια προς ένα ψυχρότερο, ένα σύστημα με μεγαλύτερη πίεση από άλλο αυξάνει τον όγκο του προκειμένου να έρθει σε μηχανική ισορροπία, συστατικό με μεγαλύτερο χημικό δυναμικό σε μια φάση απ' ότι σε άλλη θα μειωθεί προσεγγίζοντας την χημική ισορροπία.

Οι συνθήκες ισορροπίας φάσεων (ισότητα θερμοκρασιών, ισότητα πιέσεων, ισότητα χημικών δυναμικών κάθε συστατικού) και μια εξίσωση Gibbs-Duhem για κάθε φάση οδηγεί στην εξαγωγή του κανόνα των φάσεων f = c - p + 2, δηλ. το πλήθος f των ανεξάρτητων εντατικών μεταβλητών σύνθετου συστήματος p φάσεων και c συστατικών.

Εξετάσαμε την εξάρτηση του χημικού δυναμικού μιας φάσεως από την θερμοκρασία και πίεση μέσω της σχέσεως dμ = -s dT + v dP, επιμένοντας στην μορφή των αντίστοιχων διαγραμμάτων. Είδαμε ειδικότερα την εξάρτηση των κλίσεων (s και v) από τις μεταβλητές θερμοκρασία και πίεση: ds = c_P/T dT - α v dP και dv = α v dT - k_T v dP.

Αναπαραγωγή διαλέξεως: 1η ώρα, 2η ώρα

Βιβλιογραφία: Κατσάνος: 92-101
Άτκινς: 106-110
Silbey: 102-111, 124-127, 155-161

Άσκηση 16: Μπορώ να παρασκευάσω υδατικό διάλυμα NaCl συγκεντρώσεως 2 mol/kg με πυκνότητα 1.3 g/cm³;

Άσκηση 17: Να υπολογίσετε τον ρυθμό μεταβολής του χημικού δυναμικού του νερού με την θερμοκρασία σε θερμοκρασία 30 °C και πίεση 1 atm. Δίνονται η θερμοχωρητικότητα υπό σταθερή πίεση 75.29 J K^-1 mol^-1, η εντροπία (25 °C) = 69.91 J K^-1 mol^-1.