温州大学物理化学第三章课件.ppt

物理化学电子教案 自发变化的共同特征 热力学第二定律（The Second Law of Thermodynamics） 卡诺循环（Carnot cycle） 卡诺循环（Carnot cycle） 从卡诺循环得到的结论 任意可逆循环的热温商 任意可逆循环的热温商 熵的引出 熵的引出 熵的定义 Clausius 不等式 Clausius 不等式 熵增加原理 Clausius 不等式的意义 Clausius 不等式的意义 等温过程的熵变 等温过程的熵变 等温过程的熵变 等温过程的熵变 等温过程的熵变 变温过程的熵变 变温过程的熵变 变温过程的熵变 化学过程的熵变 化学过程的熵变 环境的熵变 用热力学关系式求 T-S图及其应用 T-S图及其应用 T-S 图的优点： 2.7 热力学第二定律的本质和熵的统计意义 2.7 热力学第二定律的本质和熵的统计意义 2.7 热力学第二定律的本质和熵的统计意义 热力学第二定律的本质 热力学概率和数学概率 热力学概率和数学概率 热力学概率和数学概率 Boltzmann公式 Boltzmann公式 为什么要定义新函数 亥姆霍兹自由能 亥姆霍兹自由能 亥姆霍兹自由能 吉布斯自由能 吉布斯自由能 吉布斯自由能 吉布斯自由能 熵判据 熵判据 亥姆霍兹自由能判据 吉布斯自由能判据 等温物理变化中的?G 等温物理变化中的?G 等温物理变化中的?G 等温化学变化中的?G 等温化学变化中的?G 几个函数的定义式 几个函数的定义式 函数间关系的图示式 四个基本公式 四个基本公式 四个基本公式 四个基本公式 从基本公式导出的关系式 Maxwell 关系式 Maxwell 关系式 关于热力学的计算 U、H、S、A、G、T、P、V、Q、W计算 1）单纯的PVT变化 特殊过程：等温过程 非特殊过程：设计过程 等压过程 等容过程 绝热过程 循环过程 2）相变化过程 是典型的等温等压过程 特殊过程： 可逆相变 非特殊过程： 设计过程 3）化学反应过程 两个典型过程： 等温、等压过程（重点研究） 等温、等容过程 特殊过程：标准摩尔化学反应 非特殊过程：设计过程 等温过程的熵变 变温过程的熵变 化学过程的熵变 化学过程的熵变 4）热力学中各个物理量之间的变换 对于U，H，S，A，G 等热力学函数，只要其独立变量选择合适，就可以从一个已知的热力学函数求得所有其它热力学函数，从而可以把一个热力学体系的平衡性质完全确定下来。 这个已知函数就称为特性函数，所选择的独立变量就称为该特性函数的特征变量。 等温物理变化中的?G 等温物理变化中的?G 等温物理变化中的?G 特性函数 例如： （1）求U随V的变化关系 Maxwell 关系式的应用 例1 证明理想气体的热力学能只是温度的函数 Maxwell 关系式的应用 Maxwell 关系式的应用 Maxwell 关系式的应用 Maxwell 关系式的应用 Maxwell 关系式的应用 Maxwell 关系式的应用 Maxwell 关系式的应用 Maxwell 关系式的应用 Maxwell 关系式的应用 Maxwell 关系式的应用 Maxwell 关系式的应用 Gibbs-Helmholtz方程 Gibbs-Helmholtz方程 Gibbs-Helmholtz方程 Gibbs-Helmholtz方程 克拉贝龙方程 Clausius-Clapeyron方程 外压与蒸气压的关系 本章总结： 1.自发过程的不可逆性：一个自发变化发生之后，不可能使系统和环境都恢复到原来的状态而不留下任何影响，自发变化具有方向性，是不可拟的。 2.热力学第二定律 Clausius:不可能把热从低温物体转到高温物体，而不引起其他变化； Kelvin:不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他的变化。 热力学第二定律表明：热转化为功是有条件的，有限度的，而功转化为热是无条件的。 3.Carnot定律 所有工作于同温热源与同温冷源之间的热机，其效率都不可能超过可逆热机；所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆热机，其热机效率都相等。 4.熵 （1）熵的数学表达式： （2）Clausius不等式 （