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第二章 热力学第二定律与化学反应的方向和限度.pdf
第二章 热力学第二定律与化学反 应的方向和限度 §2.1 自发过程热力学第二定律 §2.2 熵和熵变的计算 §2.3 热力学第三定律规定熵 §2.4 吉布斯函数 §2.5 标准摩尔吉布斯函数 第1学时 H +O → H O 2 2 2 热力学第二定律: ★ 过程能否发生 ★ 过程发生的限度 ★ 过程发生的方向 §2.1 自发过程热力学第二定律 §2.1.1 自发过程 在不需要外力帮助，能够自然发生的过程—— 自发过程 ★ 高温物体向低温物体的传热过程 ★ 高压气体向低压气体的扩散过程 T T 1 2 ★ 溶质自高浓度向低浓度的扩散 A B ★ 锌与硫酸铜溶液的化学反应 CuSO 溶液 p1 p2 4 Zn c1 c2 A B 结论： 自发过程：明显的方向性，是热力学不可逆过程 即，要使自发过程的逆过程能够进行， 则环境必须对系统做功 热力学第二定律的基础 §2.1.2 热力学第二定律 （1）开尔文 （Kelvin L ）说法：不可能从一单一 热源取热，使之完全变为功而不引起其他变化。 热变功的不可逆性 （2）克劳修斯 （CLausius R ）说法：不可能使热 从低温物体传递到高温物体而不引起其他变化。 热传导的不可逆性 第二类永动机是不可能造成的 §2.2 熵和熵变的计算 §2.2.1 混乱度、微观状态和微观状态数 混乱度 许多自发过程有混乱度增加的趋势。 • 冰的融化 • 建筑物的倒塌 系统有趋向于最大混乱度的倾向， 系统混乱度增大有利于反应自发地进行。 微观状态 系统内每个微观粒子的状态(位置、速度、能量，等 等)都给予确切描述时系统所呈现的状态 微观状态数 系统的总微观状态数Ω称为系统的总热力学概率 Ω f (N ,E ,V )，N粒−子数，总能E量- ，体积 V - 微观状态数Ω 熵 1mol个气体分子同时在V 中的概率Ω 与V L成正比 1 1 1 1mol个气体分子在
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