冶金热力学及动力学——冶金热力学冶金热力学及动力学——冶金热力学第一章冶金热力学——冶金热力学基础冶金过程的物理化学，包括两个方面：反应的热力学即冶金反应的方向以及反应的平衡态；2)过程动力学即过程的速率，包括化学反应本身的速率、反应物传输到反应地带以及反应产物离开反应地带的速率。在高温下，绝大多数冶金反应本身的速率是很快的，所以热力学研究对冶金工作者来说十分重要。由基本的热力学数据，通过分析和计算，能提供反应在一定条件(例如温度、压力、浓度等)下能否发生以及所能达到的最大限度的信息。这也是研究动力学的必要前提。在物理化学教科书中，化学反应等温方程式：例1：用氢气还原CrCl2制取金属铬的反应：例2：用硅还原MgO以制取金属镁的反应：例3：炼钢过程中，钢液内的[Mn]还原(SiO2)的反应：1.2ΔGθ的计算ΔGθ计算方法分类：线性组合法是冶金中最常用的一种计算ΔGθ的方法。在物理化学中已经介绍过，一个反应的ΔHθ(298)等于该反应所有产物的生成热之和减去所有各反应物的生成热之和。这个公式不仅适用于反应热的计算，对反应的其它热力学函数也适用。只要知道参加反应各物质的ΔfGθ,即可用上式求出反应的ΔGθ上节计算ΔGθ的方法适用于纯物质或气体参加的反应。如果有溶液参加反应，即反应物或产物中有一个(或一个以上)组分解于溶液中，即处于溶解态而不是纯物质状态，则反应的ΔGθ的计算就要涉及活度标准态的选择问题。9/14/20249/14/20249/14/20249/14/20249/14/20249/14/2024设A代表溶剂，2，3，4，……代表溶质组元。在实际溶液中，各溶质组元之间有相互作用，这时溶质组元2的活度系数是其它各组元浓度的函数，即有当x2、x3、x4很小时，在等温等压条件下按泰勒级数展开：式中，为组元的活度系数的自然对数随xk的变化率。实践中发现，一定温度，一定压力，xA→1时，为常数时，用9/14/2024表1铁液内元素的相互作用系数【例题】本章所述的计算ΔGθ的方法，需要知道ΔfHθ,Cp,Sθ等基本数据。这些数据是由量热实验、热分析等实验数据测到的。关于气体的热力学数据，还可通过其光谱数据利用统计热力学方法来求得，其结果精度高，甚为可靠。除此之外，在冶金热力学中，还可通过化学平衡法、电动势法等来测得反应的平衡常数、ΔGθ、活度等数据，也可由相图来求算一些热力学数据。9/14/20249/14/20249/14/2024