一個最簡單的雙組分系統(比如鹽水),體積是一個函式記作V。
函式V有四個自變數,分別是溫度T,壓力p,水的物質的量na,鹽的物質的量nb
表示成函式形式:
V=V(T, P, na, nv)
現在保持T, P, na不變,求偏微分:
Vb =(∂V/∂nb)T, P, na
同理保持T, P, nb不變,求偏微分:
Va =(∂V/∂na)T, P, nb
熟悉偏微分的應該能看出來,這裡的Va, Vb有什麼樣的意義。在物理化學中解釋成:在等溫等壓條件下,在大量的系統中,保持除a/b以外的其他組分的數量不變,加入1mol b/a時所引起該系統容量性質(這裡就是體積啦)的改變。
如果要計算混合後總體積呢?加和公式。對於只含兩個組分的鹽水的體積來說:
V=naVa + nbVb
這也就是說,在混合的過程中,物質的容量性質並不是簡單的加和,而是需要透過計算給打個“折扣”,混合後的容量性質可能大於或小於直接的加和。如果某種鹽偏摩爾體積Vb是負,那麼溶解到水中就會使總體積不升反降了。
好了一堆物理化學裡面的理論講完了,可能根本不利於理解為啥體積會變小…
其實就是…溶解的過程破壞了晶體結構,本來可能這樣堆在一起比較佔空的一堆分子原子,溶解之後之前空著的地方也能被佔據了,體積就變小了…
一個最簡單的雙組分系統(比如鹽水),體積是一個函式記作V。
函式V有四個自變數,分別是溫度T,壓力p,水的物質的量na,鹽的物質的量nb
表示成函式形式:
V=V(T, P, na, nv)
現在保持T, P, na不變,求偏微分:
Vb =(∂V/∂nb)T, P, na
同理保持T, P, nb不變,求偏微分:
Va =(∂V/∂na)T, P, nb
熟悉偏微分的應該能看出來,這裡的Va, Vb有什麼樣的意義。在物理化學中解釋成:在等溫等壓條件下,在大量的系統中,保持除a/b以外的其他組分的數量不變,加入1mol b/a時所引起該系統容量性質(這裡就是體積啦)的改變。
如果要計算混合後總體積呢?加和公式。對於只含兩個組分的鹽水的體積來說:
V=naVa + nbVb
這也就是說,在混合的過程中,物質的容量性質並不是簡單的加和,而是需要透過計算給打個“折扣”,混合後的容量性質可能大於或小於直接的加和。如果某種鹽偏摩爾體積Vb是負,那麼溶解到水中就會使總體積不升反降了。
好了一堆物理化學裡面的理論講完了,可能根本不利於理解為啥體積會變小…
其實就是…溶解的過程破壞了晶體結構,本來可能這樣堆在一起比較佔空的一堆分子原子,溶解之後之前空著的地方也能被佔據了,體積就變小了…