热力学第与二定律习题课 .ppt

第三章 热力学第二定律复习 一、本章小结 1 知识系统 2 复习要点 二、习题选解 1 知识系统（可用以下方块图表示） 自发过程共同特征 热力学第二定律 卡诺定理及其推论 可逆过程的热温商 熵 不可逆过程的热温商 克劳修斯不等式 绝热体系?S?0，判断可逆性与否 隔离体系?S?0，判断自发与否 结合U、H引出A、G dGT,p ? 0; dAT, V?0 2 复习要点 重要计算和推导 ?S、?A、 ?G 及?U、 ?H，不同途径W、Q的计算（特别是对简单体系）。 总的计算要领： （1）对状态函数变化的计算 简单体系可用基本微分方程；对相变化、化学反应要设计方便（往往是可逆）途径连接始、终态。 W、Q的计算则一定要沿事实上的或要求的途径计算，尽可能以状态函数变化量为桥梁。 2 复习要点（重要计算和推导） （2）利用好表值和状态函数的规定零点 （3）利用某些过程的恒定因素 如绝热节流过程— ；绝热可逆过程— ；气体绝热向真空膨胀—等等。 重要的推导则体现于第三章第十三节。 298K下物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔熵 标准摩尔生成Gibbs自由能 规定零点：熵 2 复习要点（热力学第三定律） 热力学第三定律 定律的表达— 定律的用途：为熵函数规定了零点 需掌握的概念：规定熵、标准熵、残余熵。 *不可逆过程热力学，自学。 根据熵产生的原因和计算方法的不同，熵主要有如下几种类型： （1）　规定熵 ：规定完整晶体0 K时的熵为零，用积分式计算温度T时的熵值。若有相变化，则进行分段积分，这样得到的熵称为规定熵。　 ????????????? （2）　统计熵：用统计力学原理计算出的熵称为统计熵。因计算时要用到分子光谱数据，故又称为光谱熵。 （3） 量热熵： 历史上Clausius根据卡诺循环显示的特点定义了熵，它的变化值用可逆过程的热温商表示。 （4）　残余熵： 统计熵与量热熵之间的差值称为残余熵。有许多物质的残余熵很小，有的物质由于电子、核及构型对熵的贡献，量热熵测不到，故残余熵较大。 　　　　 关于熵的几点说明 （5）　构型熵：分为取向构型熵和混合构型熵。不对称分子在0 K时，由于取向不同产生的微态数的贡献称为取向构型熵。混合构型熵是由于非全同粒子的可辨性引起的微态数增加 　　　　　　　　　　　　　 ????????????? *（6）　标准摩尔熵 ： 在标准压力下，实验温度T 时求得1 mol物质的熵值称为标准摩尔熵。只有298.15 K时的数值有表可查。 二、习题选解 一 单项选择题 1. 可以用U -S坐标对气体循环过程作出图解，指出下面哪一个图代表理想气体经历卡诺循环的U -S图。 (1) 等温可逆膨胀 (2) 绝热可逆膨胀 (3) 等温可逆压缩 (4) 绝热可逆压缩 2. 理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀，吸热Q，所作的功是变到相同终态的最大功的 20％，则体系的熵变为： (A) Q/T (B) 0 (C) 5Q/T (D) - Q/T 3.体系经历一个不可逆循环后 (A) 体系的熵增加 (B) 体系吸热大于对环境所做作的功 (C) 环境的熵一定增加 (D) 环境的内能减少 4.按下列路线循环一周，哪种情况的功W是小于零的： 5. 2 mol H2和 2 mol Cl2在绝热钢筒内反应生成 HCl 气体，起始时为常温常压。则： (A) ΔrU = 0，ΔrH = 0，ΔrS 0，ΔrG 0  (B) ΔrU 0，ΔrH 0，ΔrS 0，ΔrG 0  (C) ΔrU = 0，ΔrH 0，ΔrS 0，ΔrG 0  (D) ΔrU 0， ΔrH 0， ΔrS = 0， ΔrG 0 6. 将一个容器用隔板隔成体积相等的两部分,在一侧充入1 mol理