物理化学-第三章-热力学第二定律.pdf

热力学第二定律热力学第二定律 不可能把热从低温 物体传到高温物体物体传到高温物体， 而不引起其它变化 第三章 热力学第二定律 §§33.11 自发过程自发过程的方向性的方向性—第二定律的实践基础第二定律的实践基础 §3.2 热力学第二定律 §§3.3 熵函数熵函数的引出及过程变化的熵判据的引出及过程变化的熵判据 §3.4 熵变的计算 §3.5 亥姆霍兹自由能、吉布斯自由能和平衡判据 §§33.66 热力学函数热力学函数间的数学关系式间的数学关系式 §3.7 非平衡态热力学与耗散结构简介 §3.1 自发变化的共同特征——不可逆性 自发变化：某种变化有自动发生的趋势，一旦发生就无 需需借助外力借助外力，可自动可自动进行进行。 自发变化的共同特征自发变化的共同特征—不可逆性不可逆性 任何自发变化的逆过程是不能自动进行的。 (1) 焦耳热功当量中功自动转变成热； (2)(2) 气体气体向真空膨胀向真空膨胀；； (3) 热量从高温物体传入低温物体； ((4)4) 浓度浓度不等的溶液混合不等的溶液混合均匀均匀：乙醇乙醇与水的混合与水的混合； (5) 锌片与硫酸铜的置换反应等。 当借助外力，体系恢复原状后，会给环境留下不可磨灭的影响。 自发变化的方向自发变化的方向 §3.2 热力学第二定律 Clausius 说法： ““不不可能把热从低温物体传到高温物体能把热从低温物体传到高温物体，而而 不引起其他变化” Kelvin 说法： “ 不可能从单不可能从单一热源取出热使之完全变为功热源取出热使之完全变为功， 而不发生其他的变化” Ostward表述： 第二类永动机是不可能造成的第二类永动机是不可能造成的”。。 “ 第二类永动机第二类永动机：：从单从单一热源吸热使之完全变为功热源吸热使之完全变为功而而 不留下任何影响。 3.2 热力学第二定律 1.各种说法一定是等效的。若克氏说法不成立，则开氏 说法也一定不成立。 2.要理解整个说法的完整性,切不可断章取义。如:不能 误解为热不能转变为功误解为热不能转变为功，，因为热机就是因为热机就是一种把热转变种把热转变 为功的装置；也不能认为热不能完全转变为功（如理 想气体恒温膨胀即是一例想气体恒温膨胀即是一例））。 3.3.虽然第二类永动机并不违背能量守恒原则虽然第二类永动机并不违背能量守恒原则，，但它的本但它的本 质却与第一类永动机没什么区别。 §§3.3 熵的引出及熵判据熵的引出及熵判据 •从卡诺循环得到的结论 •任意可逆循环的热温商 •熵的引出 •熵的定义 •克劳修斯不等式克劳修斯不等式 •熵增原理熵增原理 •热力学第二定律及熵的统计意义 §3.3 Carnot定理 P ,,V 恒温可可逆过程程 P ,,V 11 11 22 22 U = 0 T1 1 T1