4.1
Die Thermodynamik des Mischen
Die Thermodynamik des Mischen beschreibt den Rückgang der Gibbs-Energie während der spontanen Mischung idealer Gase bei konstanter Temperatur und konstantem Druck.
Betrachten wir zwei ideale Gase mit den Mengen nA und nB bei gleicher Temperatur und gleichem Druck. Ihre chemischen Potenziale ergeben sich aus der molaren Gibbs-Energie eines idealen Gases.
Die gesamte Gibbs-Energie ändert sich von Gi vor der Mischung zu Gf nach dem Mischen, mit Partialdrücken pA und pB.
Die Gibbs-Mëschungsenergie wird aus Gf minus Gi ermittelt und vereinfacht durch die Beziehung zwischen Partialdruck und Molanteil eines beliebigen Gases J.
Für ein ideales Gas ist die partielle Ableitung von G bezüglich T bei konstantem p gleich minus der Entropie. Legt man dies auf die Gibbs-Mischungsenergie an, erhält man die Entropieänderung der Mischung.
Da die Molfraktionen kleiner als eins sind, sind die logarithmischen Terme negativ, sodass das Mischen spontan ist, mit negativer Gibbs-Mischungsenergie und positiver Entropie der Mischung.
Von ΔG = ΔH − TΔS ist die Mischungseinthalpie null. Da im Gegensatz zu ähnlichen und ähnlichen Interaktionen ähnlich sind, verändert das Mischen die Enthalpie nicht.
Mischen ist ein faszinierendes Phänomen in der Thermodynamik, insbesondere wenn man die Gibbs-Energie eines Gemisches bei konstanter Temperatur und Dr…
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