Question

物理化学问题：

101325pa，100℃的水平衡可逆蒸发为同温同压水蒸气，△G=0，为什么101325pa，100℃的水向真空蒸发为同温同压水蒸气，△G＜0，两种情况始末态应该一样啊，状态函数G的变化应该相同的啊?高手们请解答。。。

Answer 1

ΔG=0 反应以可逆方式进行 ΔG<0反应以不可逆方式自发进行 　　
101325pa，100℃的水“平衡可逆蒸”发为同温同压水蒸气即符合这个条件。101325pa，100℃的水向真空蒸发为同温同压水蒸气，符合热力学第二定律的，就好比一个隔板将一个密闭系统分为两个部分，一个部分是水，一个部分是真空，抽走隔板后，水因为表面蒸汽压的减小而汽化，使体系充满水蒸气以求达到平衡，但是要是将水蒸气液化成水而不做其他功是不可能的，即不符合热力学第二定律，亦即不是可逆过程。所以 ΔG<0。

追问

如果考虑G为状态函数，由初态水变为同温同压水蒸气，虽过程不同，始末态相同，为何函数变不同？

追答

吉布斯自由能G是状态函数没错，吉布斯自由能变化值ΔG只与系统的始态和终态有关也没错，用ΔG=0 判别反应以可逆方式进行 ， 用ΔG<0判别反应以不可逆方式自发进行 更没错。错就错在你说的这个题的始态其实是不一样的，首先必须搞清，吉布斯自由能G是‘系统’的性质，吉布斯自由能变化值ΔG只决定于‘系统’的始态和终态。101325pa，100℃的水平衡可逆蒸发为同温同压水蒸气在开始时水的表面压力是101325pa，100℃的水向真空蒸发为同温同压水蒸气在开始时水的表面压力为0pa，而你说的那个101325pa下，100℃的水向真空蒸发要么是水的压力，要么是环境（外界）压力，而非隔离系统内的压力。

Answer 2

101325Pa，100℃，1mol液态水向真空蒸发为同温度同压力的水蒸气，因为过程是不可逆过程，所以ΔG不等于零。

Answer 3

第二组向真空蒸发后必然导致总体压强减小，即水向蒸发方向移动，为自发过程

Answer 4

因为在向真空膨胀是，△T=0，所以△H，△U=0，Q=0，△U=Q+W，所以W=0.
△S=nRln(V2/V1），膨胀V2>V1,△S>0, △G=△H-T△S<0. ( T>0)开尔文温度

Answer 5

前者平衡态，后者向真空蒸发非平衡态，你敢说始末状态一样……