2 第二章 热力学第二定律.pptVIP

;引言;第一节 自发过程的共同特征-不可逆性;第一节 自发过程的共同特征-不可逆性;要使环境也恢复原状，则取决于在不引起其他变化的条件下，环境得到的热能否全部转变为功。 自发过程的不可逆性本质：功和热转化的不可逆性---功可以全部转变为热，但在不引起其他变化条件下，热不能全部转变为功。要使热全部转变为功，必然引起其他变化（即一定有一部分热传给温度较低的热源。 所以实际可能发生的过程都必然是不可逆的.） ;二、 热力学第二定律经验叙述; 上述两种说法完全等价。假设克氏说法不成立, 即热可以自动从低温物体传给高温物体。则热机就可以从高温热源吸收热量对外做功，同时向低温物体放热，同时低温热源的热又能自动的返还给高温热源, 总的结果是从高温热源吸热完全转化为功, 这样开氏说法也就不成立了. 热力学第二定律是对第二类永动机的否定. (又要马儿跑, 又要马儿只吃不拉是不可能的 ). ;第二节 卡诺循环与卡诺定理;1824 年，法国工程师N.L.S.Carnot (1796~1832)设计了一个循环，以理想气体为工作物质，从高温热源吸收的热量 ，一部分通过理想热机用来对外做功W，另一部分的热量放给低温热源。这种循环称为卡诺循环。而这种热机也就叫做卡诺热机。;卡诺;一、卡诺循环;一、卡诺循环;热温商: 热与环境温度之商. 即：卡诺循环的热机热温商之和等于零。;二、卡诺定理;卡诺循环的热温商之和等于零， 那么, 对任意可逆循环过程呢? 对任意可逆过程呢? 不可逆循环热机的热温商之和小于零， 那么, 对任意不可逆循环过程呢? 对任意不可逆过程呢? 证明任意可逆循环的热温商之和也为零. 证明任意不可逆循环的热温商之和小于零 ;第三节 熵的概念—熵与熵增原理;熵（entropy）的概念;二、不可逆循环过程与不可逆过程的热温商;二、不可逆循环过程与不可逆过程的热温商;三、熵增原理;三、熵增原理;关于熵的总结;第四节 熵变的计算;第四节 熵变的计算; ;第四节 熵变的计算;第四节 熵变的计算;二、变温过程的熵变;第四节 熵变的计算;三、理想气体PVT均变化过程的熵变;三、理想气体PVT均变化过程的熵变;第四节 熵变的计算;物质的温度升高, 其熵值随之增大. 物质(气体)因减压而体积增大, 其熵值随之增大. 物质(气体)之间的混合, 导致体系的熵值增大. 以上熵增大过程伴随着微观分子无序热运动速率或 运动空间的增大, 即物质状态的混乱程度增大了. 体系的状态函数熵是量度体系混乱度大小的函数. ;（一）可逆相变: 在两相共存的温度和对应压力下进行的相变化称可逆相变.;例：求下述过程熵变。已知H2O（l）的汽化热为 ;（二）不可逆相变: 不在无限接近相平衡的条件下进行的相变过程. 不可逆过程的热温商不等于体系的熵变, 故要在始终态间 设计一条可逆途径来计算不可逆相变过程的熵变.P59例5;（一）热力学第三定律 熵的绝对值不知，只能规定一些参考点作为零点，求相对值，热力学第三定律解决了该问题。 发现：S气S液S固，固态的熵值最小；温度降低，熵值下降。 内容：0K时，任何纯物质的完美晶体的熵值为零.;六、摩尔熵的计算;（四）化学反应过程熵变的求算;第五节 热力学第二定律的本质--熵的统计意义;3、热传导过程的不可逆性;从以上几个不可逆过程的例子可以看出，一切不可逆过程都是向着混乱度增加的方向进行，而熵函数可以作为体系混乱度的一种量度，这就是热力学第二定律所阐明的不可逆过程的本质。;熵的统计意义;为什么定义新函数？ 热力学第二定律导出了熵这个状态函数，但用熵作为判据判断体系能否自发时，体系必须是孤立体系，也就是说必须同时考虑体系和环境的熵变，这很不方便。 通常反应总是在等温等压（开口容器中）或等温等容(密闭容器中)条件下进行，有必要引入新的热力学函数，利用体系自身状态函数的变化，来判断自发变化的方向和限度。;吉布斯函数;二、吉布斯函数; G 是人为组合的状态函数, 是体系的广度性质, 具有能量单位, 绝对值未知. G 本身无明确的物理意义, 之所以定义它是为了得到在常见反应条件下使用方便的判据. 任何过程都会使状态函数 G 发生变化: ?G = ?H－ ?(TS) 注意: ?(TS) = (TS)2－(TS)1 但只有在判据条件(等温等压,W’=0)下的 ?G 的大小才能用作判据. 当△G0，过程自发进行； 如△G=0，过程达到平衡； 如△G＞0，过程不可能进行。 ;三、吉布斯函数变化值的计算;;三、吉布斯函数变化值的计算;