03章-热力学第二定律.ppt

物理化学电子教案——第三章第三章热力学第二定律第三章热力学第二定律3.1 自发变化的共同特征3.2热力学第二定律（TheSecondLawofThermodynamics）3.3 卡诺循环与卡诺定理卡诺循环（Carnotcycle）NICOLASLEONHARDSADICARNOTNICOLASLEONHARDSADICARNOT(1796-1832) aFrenchmilitaryengineer.HisonlypublishedworkwasReflexionsSurlaPuissanceMotriceduFeuetsurlesMachinesPropresaDevelopercattePuissance(1824),inwhichhediscussedtheconversionofheatintoworkandlaidthefoundationforthesecondlawofthermodynamics.HewasthescionofadistinguishedFrenchfamilythatwasveryactiveinpoliticalandmilitaryaffairs.Hisnephew,MarieFrancoisSadiCarnot(1837-1894),wasthefourthpresidentoftheThirdFrenchRepublic.卡诺循环（Carnotcycle）卡诺循环（Carnotcycle）卡诺循环（Carnotcycle）卡诺循环（Carnotcycle）卡诺循环（Carnotcycle）卡诺循环（Carnotcycle）卡诺循环（Carnotcycle）卡诺循环（Carnotcycle）卡诺循环（Carnotcycle)卡诺循环（Carnotcycle）卡诺循环（Carnotcycle）卡诺循环（Carnotcycle）热机效率(efficiencyoftheengine)冷冻系数卡诺定理3.4熵的概念从卡诺循环得到的结论任意可逆循环的热温商任意可逆循环的热温商任意可逆循环的热温商任意可逆循环的热温商熵的引出熵的引出熵的定义3.5Clausius不等式与熵增加原理Clausius不等式Clausius不等式Clausius不等式RUDOLFJULIUSEMMANUELCLAUSIUS熵增加原理Clausius不等式的意义Clausius不等式的意义关于熵和热寂说（宇宙为何不热死?）关于平衡态热力学中介绍的热力学第二定律，明确了自然过程演化的方向性，是由非平衡态变为平衡态、由温度不均到温度均匀、由有序到无序、由低熵到高熵直至平衡态时的最大熵。各种批判的论点Boltzmann提出：“热平衡伴随涨落现象，而后者是不遵守热力学第二定律的”。各种批判的论点这里我们强调指出，在有限范围内所得到的经典热力学的规律，不允许任意外推，事实上，我们对宇宙的认识还很少。在热力学中，首先是要确定所研究的体系，并指出描写体系的变量，然后才能研究体系的变化。至于宇宙的范围、内容以及用什么变量来描写这个所谓“体系”，这些问题在今天还不可能给出回答，当然不能武断地把宇宙(天文的)看成孤立的不发展的东西。更不能把它看成是一个热力学体系，在热力学中所谓的隔离体系，只是一种理想的情况，只考虑到与体系密切有关的部分，其余的部分不予考虑。而世界上的事物都是相互有联系的，根本没有完全孤立的事物。热力学上的孤立体系是一种理想的体系，它只能在一个短时间和一个小的空间范围内近似地实现；而宇宙(天文的)则是没有边缘和无所不包的。热力学体系和宇宙不仅在量上不同，而且在质上有根本的不同。3．6熵变的计算等温过程的熵变等温过程的熵变等温过程的熵变等温过程的熵变等温过程的熵变等温过程的熵变变温过程的熵变变温过程的熵变变温过程的熵变变温过程的熵变化学过程的熵变化学过程的熵变环境的熵变用热力学关系式求T-S图及其应用T-S图及其应用T-S图及其应用T-S图的优点：3.7 热力学第二定律的本质和熵的统计意义3.7 热力学第二定律的本质和熵的统计意义3.7 热力学第二定律的本质和熵的统计意义热力学第二定律的本质热力学概率和数学概率热力学概率和数学概率热力学概率和数学概率Boltzmann公式Boltzm