物理化学第3章热力学第2定律.pptVIP

第三章 热力学第二定律The second law;一个化学或物理变化在给定的条件下， 向哪个方向进行？进行到何种程度？;1. 热力学第二定律的两种表述; 热量转化成功的最高效率是多少？此即卡诺循环和卡诺定理。;就是通过工质（如气缸中的气体）从高温热源吸热做功，然后向低温热源放热复原，如此循环操作，不断将热转化为功的机器。;2.热机效率（ ）：;3.卡诺循环;状态2?3 绝热可逆膨胀;又因循环过程 : ?U = 0 －W = Q = Q1 + Q2;②结论: ;高温热源(T1); §3.3 熵,熵增原理;推论：;1. 熵的导出;p;①任意可逆循环的热温熵之和也为零;式中 为可逆热, T为可逆换热 时系统的温度。;2. 克劳修斯不等式 Clausius inequality;不可逆 可逆;3.熵增原理;熵判据！！;§3.4 单纯PVT变化熵变计算 P109;② 0不可逆;二. 系统熵变的计算;1.气体 pVT变化的熵变 P109;(2)恒容或恒压过程;①;2.凝聚态物质变温过程熵变的计算;(5)传热过程;3 相变熵的计算;(2)不可逆相变过程;?S＝?S1＋?S2＋?S3;例2：;; 相平衡 Br2(l) Br2(g) I2(s) I2(g) ;p pvap(T) p = pvap(T) ? dp p pvap(T) 不可逆蒸发 “-”可逆蒸发 不可逆 冷凝“+”可逆冷凝; 在下列情况下, 1 mol理想气体在27℃恒温膨胀, 从50 dm3至100 dm3, 求过程的Q, W, ?U, ?H及?S. (1)可逆膨胀; (2)膨胀过程所作的功等于最大功的50%; ;(2) Q =－W = 50%Wr = 864?44 J ?S = 5?76 J·K?1, ?U = 0, ?H = 0 ; 5 mol理想气体(Cp?m = 29?10 J·K?1·mol?1), 由始态400 K, 200 kPa恒压冷却到300 K, 试计算过程的Q, W, ?U, ?H及?S. ; 如上题, 1mol, 263.15K的过冷水于恒压101.325kPa下凝固为同温的冰, 求大气的熵变?S(环)及隔离系统的总熵变?S(隔).;说明过冷水的凝固是可能自发进行的.; 3mol H2 p1 = 101.3kPa T1 = 400K;3mol H2 p1 = 101.3kPa T1 = 400K; 一绝热容器中有一隔板, 隔板一边为3mol N2, 另一边为2 mol O2, 两边皆为300K, 1dm3. N2 和 O2可视为理想气体.(1) 抽隔板后求混合过程熵变? mixS, 并判断过程的可逆性;(2) 将混合气体恒温压缩至 1dm3, 求熵变.(3) 求上述两步骤熵变之和.;(1) 容器绝热: Q = 0, 容器体积不变: W = 0, 故 ?U = 0. 理想气体?U = 0 , 则 ?T = 0, 恒温过程.;此过程实为: ; 1mol, 300K的水与2mol, 350K的水在100kPa下绝热混合, 求混合过程的熵变. Cp?m {H2O(l)} =75.29 J · K－1 · mol－1 .;;例：习题3.11