第二章_热力学第二定律(材料)1.pptVIP

物理化学电子教案——第二章 2.1 自发变化的共同特征 2.2 热力学第二定律（The Second Law of Thermodynamics） 2．3 卡诺循环与卡诺定理 卡诺循环（Carnot cycle） 卡诺循环（Carnot cycle） 卡诺循环（Carnot cycle） 卡诺循环（Carnot cycle） 卡诺循环（Carnot cycle） 卡诺循环（Carnot cycle) 卡诺循环（Carnot cycle） 卡诺循环（Carnot cycle） 卡诺循环（Carnot cycle） 热机效率(efficiency of the engine ) 冷冻系数 卡诺定理 2.4 熵的概念 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 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（熵变）的定义 2.5 Clausius 不等式与熵增加原理 Clausius 不等式 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 2．6 熵变的计算 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 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 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 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 2.8 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 为什么要定义新函数 Helmholz自由能 Helmholz自由能 Helmholz自由能 Helmholz自由能判据 Gibbs自由能 Gibbs自由能 Gibbs自由能 Gibbs自由能判据 Gibbs自由能 Clsusius 不等式引进的不等号，在热力学上可以作为变化方向与限度的判据。 “” 号为不可逆过程 “=” 号为可逆过程 “” 号为自发过程 “=” 号为处于平衡状态 因为隔离体系中一旦发生一个不可逆过程，则一定是自发过程。 有时把与体系密切相关的环境也包括在一起，作为一个大的隔离体系，用来判断过程的自发性，即： “” 号为自发过程 “=” 号为可逆过程 等温过程的熵变 变温过程的熵变 化学过程的熵变 环境的熵变 用热力学关系式求熵变 (1)理想气体等温变化 (2)等温、等压可逆相变（若是不可逆相变，应设计可逆过程） (3)理想气体（或理想溶液）的等温混合过程，并符合分体积定律，即 例1：1 mol理想气体在等温下通过：(1)可逆膨胀，(2)真空膨胀，体积增加到10倍，分别求其熵变。 解：（1）可逆膨胀 （1）为可逆过程。 例1：1 mol理想气体在等温下通过：(1)可逆膨胀，(2)真空膨胀，体积增加到10倍，分别求其熵变。 熵是状态函数，始终态相同熵变也相同，所以： 但环境没有熵变，则： （2）为不可逆过程 解： （2）真空膨胀 例2：求下述过程熵变。已知H2O（l）的汽化热为 解: 如果是不可逆相变，可以设计可逆相变求 值。 例3：在273 K时，将一个 的盒子用隔板一分为二， 解法1： 求抽去隔板后，两种气体混合过程的熵变？ 例3：在273 K时，将一个 的盒子用隔板一分为二， 求抽去隔板后，两种气体混合过程的熵变？ 解法2： (1)物质的量一定的等容变温过程 (2)物质的量一定的等压变温过程 1. 先等温后等容 2. 先等温后等压 * 3. 先等压后等容 (3)物质的量一定从 到 的过程。这种情况一步无法计算，要分两步计算，有三种分步方法： 1. 先等温后等容 2. 先等温后等压 * 3. 先等压后等容 (4)没有相变的两个恒温热源之间的热传导 *(5)没有相变的两个变温物体之间的热传导，首先要求出终态温度T (1)在标准压力下，298.15 K时，各物质的标准摩尔熵值有表可查。根据化学反应计量方程，可以计算反应进度为1 mol时的熵变值。 (2)在标准压力下，求反应温度T时的熵变值。298.15K时的熵变值从查表得到： (3)在298.15 K时，求反应压力为p时的熵变。标准压力下的熵变值查表可得 (4)从可逆电池的热效应 或从电动势随温度的变化率求电池反应的熵变 (1)任何可逆变化时环境的熵变 (2)体系的热效应可能是不可逆的，但由于环境很大，对环境可看作是可逆热效应 根据吉布斯自由能的定义式 对于任何等温变化过程 这种方法运用于任何热力学平衡态体系。 热与功转