Question

向各位前辈学姐学长请教物理化学：

小弟学热力学就不行了，不能深入理解各个量的内涵。举个例子，热力学能U只是温度的函数，但是有个方程U=TdS-PdV，这揭示的是U=f(S.V)，这两个是否矛盾呢？
还有，为什么G比A有用得多？化学势为什么定义为偏摩尔吉布斯自由能？后面的化学反应平衡与G也有关系，这个G到底代表了什么？
有关热力学基本方程与多相多组份的方程，看看推导过程非常对，为什么理解不了它的深层的意义呢？

Answer 1

小弟学热力学就不行了，不能深入理解各个量的内涵。举个例子，热力学能U只是温度的函数，但是有个方程U=TdS-PdV，这揭示的是U=f(S.V)，这两个是否矛盾呢？

热力学能U只是温度的函数，意思是U只随着温度而变化，后面的方程是代表物质在变化的过程中满足的一种关系，并不能体现U的本质。所以，不矛盾。

还有，为什么G比A有用得多？

G是体系所具有的在等温等压下做非体积功的能力，反应过程中G的减少量是体系做非体积功的最大限度，反应进行方向和方式判据。吉布斯自由能的变化可作为恒温、恒压过程自发与平衡的判据。

化学势为什么定义为偏摩尔吉布斯自由能？

其实，是先定义了化学势才发现它其实就是偏摩尔吉布斯自由能，这个要追溯历史了。不过，承接上个问题，化学势这么定义很有用。

后面的化学反应平衡与G也有关系，这个G到底代表了什么？

这个G和上面的不是一样么。。。。不过他和平衡常数的关系，来自于范特霍夫等温公式
ΔG = ΔG0 + RT \ln J ，我觉得可以理解为这个G是化学势差的代表，表征反应的可能程度。

有关热力学基本方程与多相多组份的方程，看看推导过程非常对，为什么理解不了它的深层的意义呢？

学了很久的物化，也没理解透彻深层的意义，解释不了。。。。。

Answer 2

1.“热力学能U只是温度的函数”这句话只是用于理想气体，，对于实际气体或其它物质绝大部分情况下是不适用的
2.“U=TdS-PdV，这揭示的是U=f(S.V)”该公式适用于任意平衡体系，二者使用条件不同，不矛盾
3.“为什么G比A有用得多”，G的使用条件是等温等压，A的使用条件是等温等容，在实际的反应中，以等温等压过程居多，所以G比A有用得多
4.“化学势为什么定义为偏摩尔吉布斯自由能？后面的化学反应平衡与G也有关系，这个G到底代表了什么？”————————也是实际的反应或相变过程以等温等压过程居多
5.多看两遍就行了，新知识就是有一个接受的过程

Answer 3

热力学能只是温度的函数是相对于理想气体而言的，U=TdS-PdV，是由U=Q+W和Q=TdS,W=PdV推出的，这个公式适用的范围是等压条件下，所以不能算作U=f(S.V)，
因为G=H+TS，而A=U+TS,大多数化学反应都在等压条件下反应，H=Q，所以H容易测得，导致G
更实用。
我也正在学物化，化学势没学到。
G是一个人为设计的变量方便计算，就像H一样。

Answer 4

不会

Answer 5

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