热力学第二定律复习文稿ppt课件

1、热力学第二定律热力学第二定律知识梳理：知识梳理：1、自发过程：在自然条件下可以发生的过程注：自发过程为非可逆过程、自发过程：在自然条件下可以发生的过程注：自发过程为非可逆过程2、热力学第二定律、热力学第二定律dSQ/T 不可逆不可逆可逆可逆：克劳修斯说法：热不能自动从低温物体传给高温物体而不产生其他变化克劳修斯说法：热不能自动从低温物体传给高温物体而不产生其他变化开尔文说法：不能够从单一热源吸热使之全部对外做功而不产生其他变化开尔文说法：不能够从单一热源吸热使之全部对外做功而不产生其他变化3、热机：、热机：Q1= -W -Q24、卡诺循环：由恒温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、恒温可逆紧缩、绝热可逆、

2、卡诺循环：由恒温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、恒温可逆紧缩、绝热可逆 紧缩组成的循环紧缩组成的循环5、卡诺定理：在两个不同温度的热源之间任务的一切热机，以可逆热机、卡诺定理：在两个不同温度的热源之间任务的一切热机，以可逆热机效率最大即效率最大即 i Y6、熵的定义单位、熵的定义单位 J/K: dS = Qr / T7、亥姆霍兹函数的定义、亥姆霍兹函数的定义: A = U - TS8、吉布斯函数的定义：、吉布斯函数的定义：G = H - TS9、熵的物理意义：熵与系统的无序度有关，系统的无序度添加时，熵即、熵的物理意义：熵与系统的无序度有关，系统的无序度添加时，熵即增增 加。因此，熵可看成是系统无序度

3、的量度。加。因此，熵可看成是系统无序度的量度。10、熵增原理：绝热过程中熵不能够减少，另一种说法是隔离系统的熵、熵增原理：绝热过程中熵不能够减少，另一种说法是隔离系统的熵 不能够减少。即不能够减少。即S 011、熵判据、熵判据: Siso = Ssys + Samb 0 自发自发平衡平衡由系统与环境由系统与环境组成的隔离系统组成的隔离系统12、亥姆霍兹函数判据：、亥姆霍兹函数判据：AT,V 0自发自发平衡平衡恒温、恒容，恒温、恒容，W/ =0、封锁系统、封锁系统13、吉布斯函数判据：、吉布斯函数判据：GT,P 0自发自发平衡平衡恒温、恒容，恒温、恒容，W/=0、封锁系统、封锁系统14、热力学第

4、三定律：、热力学第三定律：S*(0K,完美晶体完美晶体) = 015、热力学根本方程：、热力学根本方程：dU = TdS - TdVdH = TdS + VdpdA = -SdT - pdVdG = -SdT + Vdp16、克拉佩龙方程：、克拉佩龙方程：dT/dp = TVm / Hm (顺应于纯物质任何两项顺应于纯物质任何两项平衡平衡)克克-克方程克方程 dlnp / dT = glHm / RT2当当 1、凝聚相与蒸汽相之间的相平衡、凝聚相与蒸汽相之间的相平衡 2、凝聚相得体积忽略不计、凝聚相得体积忽略不计 3、蒸汽相看成理想气体、蒸汽相看成理想气体计算：计算：1、热机效率：、热机效率：

5、 = -W/Q1卡诺循环卡诺循环 = 1 - T2 / T1 = r2、熵变的计算绝热可逆过程熵变为零、熵变的计算绝热可逆过程熵变为零系统的熵变系统的熵变单纯单纯PVT变化过程变化过程a、理想气体：、理想气体：S = nCV,mln(T2/T1)+nRln(V2/V1)S= nCp,mln(T2/T1) + nRln(p1/p2)S =nCp,mln(V2/V1)+nCv,mln(p2/p1)b、凝聚态：、凝聚态：S = nCp,mln(T2/T1)相变过程相变过程a、恒温可逆相变、恒温可逆相变 S= n Hm/Tb、不可逆相变：要计算不可逆过程的熵变需借助形状函数法，在不可逆、不可逆相变：要

6、计算不可逆过程的熵变需借助形状函数法，在不可逆相变过程的始末态间设计一包含可逆相变及单纯相变过程的始末态间设计一包含可逆相变及单纯PVT下下变化的途径。变化的途径。化学变化过程化学变化过程a、298.15K下下 rSm = BSm(B)b、恣意温度下、恣意温度下 rSm=rSm(298.15K)+T298.15rCp,m/T dT ( rCp,m=VBCp,m(B) )环境的熵变环境的熵变那么那么Samb= Qamb/Tamb = -Qsys/ Tamb当系统与环境间发生有限量的热交换时，整个热交换过程对环当系统与环境间发生有限量的热交换时，整个热交换过程对环境而言可看成是在恒温下的可逆过程境

7、而言可看成是在恒温下的可逆过程3、A及及G的计算的计算A=U-(TS)恒温恒温A=U-TS G=H-(TS)恒温恒温G=H-TS单纯单纯PVT变化过程变化过程a、理想气体恒温过程：、理想气体恒温过程：AT=nRTln(V1/V2)=GT=nRTln(p2/p1)b、凝聚态恒温变压过程，当压力变化不大时，过程、凝聚态恒温变压过程，当压力变化不大时，过程A与与G可近似看为零可近似看为零相变化过程相变化过程可逆相变可逆相变 G=0化学变化过程化学变化过程rGm=rHm - TrSm4、克劳修斯、克劳修斯克拉佩龙方程的积分克拉佩龙方程的积分不定积分：不定积分：lnp=-glHm/RT + C( 知一系

8、列不同温度下的饱和蒸汽压知一系列不同温度下的饱和蒸汽压作作lnp-1/T图，求斜率图，求斜率)定积分：定积分：ln p2/p1= -glHm/R(1/T2-1/T1) (知知p1、p2、T1、T2、glHm中中四个求四个求三、习题三、习题第五个量第五个量知纯液体知纯液体A在在360K的饱和蒸汽压为的饱和蒸汽压为81.06kPa,在此条件下在此条件下Al的摩尔汽的摩尔汽化热为化热为vapHm=40kJ/mol，Cp,m;A(l)=75JK-1mol-1,Cp,m;A(g)=(30+10-2T)JK-1mol-1,假定假定A(g)为理想气体，试计算以下始末态间的为理想气体，试计算以下始末态间的Um

9、，Hm，Sm. A(l,310K,81.06kPa)A(g,380K,50.66kPa)1mol A(l)T1=310Kp1=81.06kPa1mol A(g)T3=T2p3=p21mol A(g)T4=380Kp4=50.66kPa1mol A(l)T2=360Kp2=p1恒压变温恒压变温可逆相变可逆相变变温变压变温变压123H1=nCp,m;A(l)T=1x75x(360-310)J=3750JH2=nvapHm=40kJ/mol x 1mol = 40kJH3=T4T3Hm=H1+H2+H3=(3750+40000+674)J=44.424kJUm=Hm-(pV)m=Hm-(p4V4-p3V3)Hm-nRT=(44.424-1X8.314X380X10-3)=41.265kJS2=vapHm/T2=(40 x103/360)J/K=111.11J/KS1=nCp,m;A(l)ln(T2/T1)=1X75Xln(360/310)J/K=11.215J/KnCp,m,gdT=30 x(380-