[理学]四川大学王欣老师大学化学课件chap4c.ppt

4.5 熵函数　Entropy　　S S　状态函数 Clausius发现　可逆过程(reversible process) 的热温商 QR/T 只与体系的始 终状态有关与过程无关，完成一个可 逆循环热温商为0 热机效率(efficiency of the engine ) 卡诺定理 熵的性质 Clausius 不等式 为什么要定义新函数 【例4-11】 利用附录数据，用两种方法计算298.15K以下反应的，讨论反应在此条件下的自发性。 例：计算25°C 及标准状态下，下述反应的熵变。 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 解： = 39.7 + 213.6 – 92.9 = 160.4 (J ? mol-1 ? K-1) 解 例：在273 K时，将一个22.4dm3的绝热盒子用隔板一 分为二，一边放0.5molO2(g)，另一边放0.5mol N2(g) 求抽去隔板后，两种气体混合过程的熵变？ 理想气体等温减压膨胀 Clausius不等式 “＞”表示不可逆过程； “=” 可逆过程； “＜” 不可能发生 热力学第二定律的数学表达式 绝热体系　　　　 孤立体系　　　　 ΔS≥0 ΔS可作为孤立体系过程和方向的判据 0 自发进行 =0 达到平衡 0 不能发生 但仅用于孤立体系 熵判据 熵增原理 孤立体系内自发过程总是沿熵增加的方向 进行，直到熵值达一极大值，不再变化， 体系达平衡 可逆过程 热寂理论（Heat death） 猜想宇宙终极命运的一种假说。根据 热力学第二定律，作为一个“孤立”的 系统，宇宙的熵会随着时间的流逝 而增加，由有序向无序，当宇宙的熵达到最大值時， 宇宙中的其他有效能量已經全数转化為熱能，所有 物质温度达到热平衡。这种状态称为热寂。这样的 宇宙中再也没有任何可以维持运动或是生命的能量 存在。 ---恐怖的理论 讨论:如果理解这一理论? 自发过程一定是不可逆的。而不可逆过程 一定是自发的。上述说法都对吗？为什么？ 练习 2.有人说，在昼夜温差较大的我国北方冬季，白 天缸里的冰融化成水，而夜里同样缸里的水又凝 固成冰。因此，这是一个可逆过程。你认为这种 说法对吗？为什么? (1)体系经历一循环过程后，ΔS =0 ，因此， 该循环一定是可逆循环。 (2)为了计算不可逆过程的熵变，可以在始 末态之间设计一条可逆途径来计算。 (3)孤立系统达平衡态的标态是熵不再增加 3.下列说法对吗？为什么？ × √ √ 4. 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经 (1)等温压缩(2) 绝热压缩到具有相同压力的终 态，则有： (A) U1U2, H1 H2 (B) U1U2 H1 H2 (C) U1U2 , H1 H2 (D) U1U2 H1 H2 5.下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是： (A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力 有变化的过程 (B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 (C) 273.15 K，P?下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 6.与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是 (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值 7.在横线上填上 ＞、＜、＝或？(？代表不能确定） 氢气和氯气在绝热刚性容器中反应，则： (A) W____ 0 (B) Q____ 0 (C) ΔU____ 0 ＝ ＝ ＝ 4.6 Gibbs函数与化学反应的方向 吉布斯 (Josiah Willard Gibbs 1839-1903) ??? 物理学家和化学家。1839年2月11日生于康涅狄格 州纽黑文，1903年4月28日卒于同地。吉布斯主要从事物理和化学的基础理论研究，对经典热力学规律进行了系统总结，从理论上全面解决了热力学体系的平衡问题；提出了描述物相变