( 物理化学课件）第三章 热力学第二三定律总结及例题.pdf

物理物理化学学 （（第三章总结及例题第三章总结及例题）） 厦门大学厦门大学 材料科学与材料科学与工程系程系 黄雅熙 热力学基本定律热力学基本定律 第零定律第零定律 第第一定律定律 第二定律第二定律 第三定律第三定律 ηη ηη SS *((完美晶体完美晶体, 0K)0K) ＝＝00 可逆可逆 不可逆不可逆 变化过程方向和限度 卡诺定卡诺定理 霍姆赫兹函数霍姆赫兹函数((AA )) 吉布斯函数( G) 熵(S) ΔS, ΔG, ΔA 的计算 ΔS绝热≥0 ΔGT,p ≤W’ 方向和限度的判据 ΔΔSS 隔离≥≥00 p V T U H S A G ΔΔAAT,V ≤≤WW’ ΔS体系体系 ＋＋ΔS环境环境≥0 热力学函数关系热力学函数关系 热力学证明热力学证明 基本要求本要求 ①理解热力学第二、第三定律的文字叙述和数 学学表达式式 ②②掌握熵、、亥姆霍兹函数和吉布斯函数 ③掌握pVT 变化、相变和化学变化过程中ΔS, ΔG, ΔA 的计算 ④④理解热力学基本公式和Maxwell关系 ⑤了解热力学公式的适用条件 ⑥ 掌握 Gibbs-Helmholtz 方程、 Clapeyron 和 ClapeyronClapeyron--ClausiusClausius方程方程 热力学第学第二定律定律的经典表述 克劳休斯(Clausius)： 不可能把热由低温物体转移到高温物体，而不留下其他变化。 开尔文开尔文 （（KelvinKelvin ））说法说法：： 不可能从单一热源吸热使之完全变为功，而不留下其他变化。 热力学第二定律的实质是热力学第二定律的实质是：： 断定自然界中一切自发进行的过程都是不可逆的。 热热力学第学第二定律的定律的数学式表述学式表述 δQ “＝”，可逆 dS ≥ TT e “” ，不可逆 T 为环境的温度，对可逆过程采用“＝”，且T =T （系统温 e e 度），对不可逆过程采用“”；与不等号相反的关系是违 背热力学第二定律的背热力学第二定律的。。 熵熵的定定义 熵以符号S表示，它是系统的状态函数，广度量。定义为 δδQQ 可逆过程中系统吸收的微量热可逆过程中系统吸收的微量热 dS = r T 熵增原理及平衡的熵判据 （（11 ））熵增原理熵增原理 不可逆 不可逆 ΔΔSS绝热≥≥00 或或 ddSS绝热≥≥00 可逆 可逆 当系统经绝热过程由一状态达到另一状态时当系统经绝