课件上册03热力学第二定律.pptxVIP

第三章 热力学第二定律§3-1卡诺循环§3-2自发过程的共同特征§3-3热力学第二定律§3-4熵、亥姆霍兹自由能、吉布斯自由能§3-5热力学第二定律对理想气体的应用§3-6热力学第二定律对纯液体和固体的应用§3-7热力学第二定律在相变过程的应用§3-8　热力学第二定律在化学反应中的应用§3-9　热力学基本方程及麦克斯韦关系式§3-10 热力学第二定律在纯组分相平衡中的应用本章基本要求1.理解自发过程、卡诺循环、卡诺定理。2.掌握热力学第二定律的文字表述和数学表达式。3.理解熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义；掌握熵增 原理、熵判据、亥姆霍兹函数判据、吉布斯函数判据4.掌握物质纯pVT变化、相变化中熵、亥姆霍兹函数、 吉布斯函数的计算及热力学第二定律的应用。5.掌握主要热力学公式的推导和适用条件。 6.掌握热力学基本方程和麦克斯韦关系式；理解推导热 力学公式的演绎方法。7.理解克拉佩龙方程、克劳修斯——克拉佩龙方程，掌 握其计算。日期时间答疑教师第9周星期二下午唐光诗第10周星期日下午雷鸣第11周星期三下午徐向宇第12周星期三下午李亚平第13周星期四上午李蕾第14周星期一上午张丽丹第15周星期三下午吕志第16周星期二下午白守礼第17周星期二下午韩春英第18周星期二下午蒲敏第19周星期一下午贾建光作业：P144~1493.3、3.9、3.10、 3.12、 3.23、3.40、3.42、3.46 、 3.48、 3.49§3-1　卡诺循环一、热机效率 The efficiency of heat engines二、卡诺循环 Carnot cycle三、卡诺热机效率 The efficiency of Carnot heat engine一、热机效率1. 热机（Heat engines） 通过工作介质从高温热源吸热作功，然后向低温热源放热本身复原，如此循环操作，不断将热转化为功的机器。2. 热机效率（The efficiency of heat engines）热机从高温热源T1吸热 Q1 转化为功 –W 的分数-W?系统对外作的功(在一个循环过程中) Q1?从高温热源吸热Q2?传给低温热源热二、卡诺循环卡诺为研究热机效率设计了工作物质为理想气体的四个可逆步骤组成的循环1. 恒温可逆膨胀(p1V1T1)——(p2V2T1)p1V1T1p/[P]2. 绝热可逆膨胀 (p2V2T1)——(p3V3T2) p2V2T13. 恒温可逆压缩(p3V3T2)——(p4V4T2)p4V4T2p3V3T24. 绝热可逆压缩 (p4V4T2)——(p1V1T1)V/[V]三、卡诺热机效率循环过程：?U=0　　-W=Q=Q1+Q2p1V1T1p/[P]p2V2T1理想气体为工作介质： Q1=nRT1ln(V2/V1) 　Q2=nRT2ln(V4/V3) p4V4T2p3V3T2由理想气体绝热过程方程： T1V2?-1= T2V3?-1， T1V1?-1 =T2V4?-1 可得：V4/V3 =V1/V2 Q2=nRT2ln(V1/V2)=-nRT2ln(V2/V1)V/[V]由卡诺循环可知：可逆热机热温商之和等于零卡诺循环结论：1、卡诺循环后系统复原，系统从高温热源吸热部 分转化为功，其余的热流向低温热源。热机效 率?12、卡诺热机效率只与热源的温度T1 、T2有关，两 热源温差越大，热机效率越高3、卡诺循环为可逆循环，卡诺热机为可逆热机， 可逆过程－W值最大，因此所有工作于同样温 度的高温热源与低温热源间的热机以可逆热机 效率为最高。练习：求工作于150?C和25?C两热源之间可逆热机的热机效率。工作于500K和300K之间的可逆热机，对外作功 -W＝100kJ，则应从高温热源吸热Q1和向低温热源放热－Q2各为多少？3. 热源和冷却水的温度分别为500K和300K，试问工作于此二温度热源之间的热机，从高温热源吸热1kJ，最多能作多少功？最少向冷却水放热若干？§3-2　自发过程的共同特征一、 自发过程二、 自发过程的共同特征一、自发过程不需要外功，就能自动进行的变化过程自发过程自发方向推动力限度热传导T1?T2(T1T2)?T?T?0流体流动p1?p2(p1p2)?p?p?0重物下落h1?h2 (h1h2)?h?h?0溶质扩散c1?c2 (c1c2)?c?c?0电流流动E1?E2 (E1E2)?E?E?0相变化??????0化学变化??????0二、自发过程的共性 The characteristic of spontaneous processes1. 自发过程是自然界自动进行的过程，有一定的 方向性和限度；2. 要使发生自发过程的系统复原，环境必然留下 永久变化的痕迹；3. 自发过程是不可逆过程。§3-3 热力学第二定律The second