3-4、5熵变计算.ppt

第一定律 U 总 U 系统 U 环境 0第二定律 S 总 S 系统 S 环境 0 任意不可逆过程任意可逆过程 第二定律数学式 第一定律数学式 U Q W 克劳修斯不等式 熵变计算式 S 绝热过程 0 S 隔离系统 0 熵判据 1 PVT变化的熵变 1 恒温过程 理想气体恒温过程 凝聚态物质 计算熵变的出发点是熵变的计算式 即由可逆过程的热温商得到 V S p S 3 4PVT变化过程 3 4PVT变化的熵变的计算 1 恒温可逆膨胀 2mol 8 314J mol 1 K 1ln 1000 100 2mol理想气体 38 29J K 0自发 S 2 S 1 38 29J K S 总 S 系统 S 环境 0 可逆 2 反抗恒外压膨胀 p 环境 100kPa Qir W p环 V2 V1 例题 等温不可逆膨胀 S Q T 恒温过程 例题 4490J 300K 14 97J K S 总 S 系统 S 环境 23 32J K 0 2mol理想气体 3 向真空膨胀 W 0 又温度不变 U 0 故Q 0 0 S 系统 38 29J K S 总 38 29J K 0 不可逆 不可逆趋势更大 S Q T 0 2 恒压或恒容过程 1 Cp恒定 2 Cp f T a bT cT2 CV恒定 1 恒温过程 1 PVT变化的熵变 变温过程 T S S Qr T 恒压或恒容过程 例题 求冷热两铜块传热过程的熵变 Cp m 24 4J mol 1 K 1 M 63 6g mol 3 传热过程 传热过程 4 pVT同时改变的过程 S pS TS pVT都变过程 5 理想气体的混合过程 理想气体分子间无作用力 某组分的状态不受其它组分的影响 故计算混合熵时 可分别计算各纯组分的熵变 然后求和 S 1 S N2 S Ar 2nRln2 0 S 2 S 3 0 N2的状态不变 S N2 nRln V2 V1 nRln2 S Ar nRln V2 V1 nRln2 S 4 11 53J K N2的压缩 11 53J K S 11 53J K n 1mol 气体混合过程 PVT变化过程熵变的计算定性小结 物质的温度升高 其熵值随之增大 物质 气体 因减压而体积增大 其熵随之增大 同一物质Sm s Sm l Sm g 物质状态的混乱度s l g 0 0 物质 气体 之间的混合 导致系统的熵增大 物质之间的传热 导致各物质的总熵增大 以上熵增大过程伴随着微观分子无序热运动速率或空间的增大 即物质状态的混乱程度 分散程度增大了 理想气体 恒温 T S V S 2 相变化的熵变 1 可逆相变过程 已知冰的熔化热 0 不可能 有序化 S 总 S 系统 S 环境 0 可逆 n 1mol 3 5相变化的熵变的计算 1 PVT变化的熵变 3 5相变化的熵变 2 不可逆相变过程 n 1molp 1atm S2 S1 S1 S2 S1 S S 2 81J K 1 40J K 22 1J K 20 7J K 1 可逆相变过程 2 相变化的熵变 可逆相变过程 37 65J mol 1 K 1 20 7J K 6025 37 65 263 273 J 5649J 5649J 263K 21 5J K S 总 S 系统 S 环境 0 8J K 0 是自发过程 2 相变化的熵变 不可逆相变过程 3 环境熵变 因此还必须计算环境的熵变 热库放 吸热时 可逆与不可逆是等效的 切记 对封闭系统 必须用系统和环境的总熵来判断变化的可能性 熵判据的应用条件是隔离系统 1 PVT变化的熵变 2 相变化的熵变 环境吸 放的热等于系统放 吸的热 环境的温度可视为恒定 3 6熵变的计算 环境熵变 S的计算总结 若过程可逆 直接按公式计算 若过程不可逆 要在始末态之间设计一条可逆途径才能计算 寻求可逆途径的依据是途径中每步 S有公式可利用 S 系统 表示系统混