不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起它变化.ppt

第二章 热力学第二定律 §2-0 引言 热力学第一定律告诉我们: 体系与环境之间以热和功的形式所交换的能量严格对应体系内能的变化。 但是第一定律不能告诉我 们，在一定条件下过程能否发生？进行到什么程度。 §2-1 热力学第二定律 一、自发过程的共同特征 1、重物下降： 2、热量传递： 3、气体膨胀 ： 4、电流传导 ： 5、问题：恒温恒压下的化学反应 上述过程的共同特征： 不可逆性 二、自发的能量分布 1、理想气体向真空自由膨胀△U=0，Q=0，W=0，体系本身是孤立物系，能量由集中变分散了，混乱度变大了。 2、热量由高温物体流给低温物体，能量由原来集中在高温物系上，分散到整个体系，能量分散了，混乱度提高了。 1与2的两个过程是不同的，但对于孤立物系，就能量分散这 一点而论，它们是相同的。 用什么可以判定化学反应的方向呢？怎样才能找到一个函数用它能判断各种过程的方向，而不用太多的判据？热力学第二定律能回答这个问题。 三、热力学第二定律 热力学第二定律的两个主要描述 1、Clausins（克劳修斯）说法：“热不能从低温热源传给高温热源，又不引起其它变化。” 或“热不能自动地从低温热源传给高温热源。” 2、KelVin（开尔文）说法：“从一个热源吸热，使之全部转化为功，而不产生其它变化是不可能的” [航海，从海水取热作功，航行，功又变为热还给大海（永动机）。 钢球下降，动能变成热传给热源，而热源再供热给钢球，全部用来作功 将钢球升起，这是不可能的。 “第二类永动机是不可能的”。它不违背热力学第一定律，违背热力学 第二定律。 §2-2 熵函数及其计算 一、熵函数定义 S( 熵)，克劳修斯引出（entropy (希)、变化的意思）熵的变化是可逆热与温度的商即 可逆过程的热温商为熵。 二、熵的物理意义 体系混乱程度的标志 三、克劳修斯不等式 四、孤立物系的熵变 孤立物系体系和环境既无热的交换也无功的交换 克劳修斯不等式为孤立物系与环境无关，发生的过程为自发过程 。 ＜0自发， ＝0可逆 自发过程终态的熵大于始态的熵，反应或过程向熵增加的方向进行（孤立物系） ，这就是熵增加原理。 二、体系熵差的计算 由于熵是状态函数，它的变化只与始终态有关，与路径无关。 与 有关, 可逆热，因此对于任意一个过程，我们都可以利用设计的可逆过程计算 熵变（因是状态函数）。 (可逆） 例 1：1mol ig，在25℃时自由膨胀，体积增大至原来的10 倍，求：△S。若作恒温可逆膨胀△S为多少？ 解： 1mol，ig P 1mol，ig T1=298K （）T T2=298 V1 S1 P外=0 V2=10V1 例 2： H2 3mol H2 3mol P1=1atm （）P P1=P2=1atm T1=400K T2=300K 无相变化，化学变化 2、相变过程商差的计算 (1)可逆相变化 例： H2O 10mol 水蒸气10mol 373.2K 恒温恒压 373.2K 1atm 1atm 2、不可逆相变 1mol，-10℃的过冷水在1atm下变为-10℃的冰，求△S。 已知： H2O（l）