第3讲 热力学第二定律_W

1、物理化学考点强化教程热力学第二定律第3讲主讲人：张学华网学天地（）咨询QQ：2696670126物理化学考点强化教程概述本章引入一个重要的状态函数熵，熵判据表明隔离系统中任何可能发生过程的方向和梯度。同时引入两个新的状态函数亥姆霍兹函数和吉布斯函数。推导出了热力学能、焓、亥姆霍兹函数和吉布斯函数这四个状态函数随平衡系统状态变化的热力学基本方程。除了应用热力学基本方程进行某些计算外，还将由它推导出纯物质两相平衡时温度与压力间关系的克拉佩龙方程，以及液体饱和蒸汽压随温度变化的克劳修斯-克拉佩龙方程。最后由基本方程得出麦克斯韦关系式等重要公式。本章要求重点掌握封闭

2、系统发生pVT变化、相变化和化学变化这三类过程的熵变，亥姆霍兹函数变和吉布斯函数变的计算，并会使用判据，正确应用克劳修斯-克拉佩龙方程。网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程考点重点概述1. 卡诺循环热力学第二定律2. 熵及熵增原理3. 单纯pVT变化熵变的计算4. 相变化过程熵变的计算5. 热力学第三定律和化学变化过程熵变的计算6. 亥姆霍兹函数和吉布斯函数7. 热力学基本方程8. 克拉佩龙方程9. 麦克斯韦关系式网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程考点1：卡诺循环和热力学第二定律。（1）卡诺循环出题点：对于可

3、逆热机效率的应用和计算。例1：“因为可逆热机的效率最高，所以，可逆热机的效率可以达到R1”，此结论对否？例2：可逆热机的效率最高。在其他条件都相同时，可逆热机拖动的火车行走的距离应该如何?A最长B最短C不一定网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例3：可逆热机的效率最高。在其他条件都相同时，可逆热机拖动的火车行走的速度应该如何？A最快B最慢C不一定例4：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例5：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程（2）热力学第二定律出题点：对于热力学第二

4、定律两种说法和物理意义的理解。例1：理想气体进行恒温可逆膨胀，U=0，Q=W。即所吸收的热量全部变 成了功，R=1。此结果是否违背了热力学第二定律？网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程热力学第二定律是伴随着蒸汽机的发明和应用而被发现的。蒸汽机，内燃机等的工作过程是一个循环接一个循环的。但是，一般的物理变化和化学反应的始态和终态并不重合，所以运用热力学第二定律时往往忽略了“工作一个循环”这一前提，这就会造成一些理解上的错误。在此着重提出这一问题，十分必要。网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例2：从微观角度而言，

5、熵具有统计意义，它是系统的一种量度。熵值小的状态对应于的状态。在隔离系统中，自的状态向的状态变化，是自发变化的方向，这就是热力学第二定律的本质。例3：“理想气体在绝热不可逆膨胀时熵增加，在绝热不可逆压缩时熵减少”。这种说法是否正确?为什么?网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程考点2：熵及熵增原理。（1）卡诺定理例1：例2：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程（2）熵出题点：对熵的意义的理解和大小的判断。例1：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例2：例3：网学天地（ww

6、）版权所有！物理化学考点强化教程例4：例5：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例1：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例2：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例3：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例4：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程考点3：单纯pVT变化熵变的计算。（1）不同过程熵变的计算。出题点：基本的计算题，对于不同过程如恒温绝热等的计

7、算以及理想气体pVT变化计算熵变的三个公式的考察。解题思路：分清过程，正确选取研究对象，灵活应用公式。网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例1：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例2：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程（2）关于熵增原理的计算解题思路：对于熵变的求解如上个子考点，理解环境的熵变是环境与系统的热交换除以环境的温度，正确找出相应的数值代入公式计算。例1：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例2：网学天地（www.

8、）版权所有！物理化学考点强化教程网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程考点4：相变化过程熵变的计算。出题点：在非相变温度和相变压力下，相变过程熵变的计算。解题思路：根据题目正确设计可逆相变过程，分别计算气态下变温变压熵变的计算和凝聚态熵变的计算，在某些题目中，要掌握根据压力求出凝聚态物质蒸发的摩尔量。网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例1：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例2：网学天地（）版权所有！物理

9、化学考点强化教程例3：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程考点5： 热力学第三定律和化学变化过程熵变的计算（相关计算见考点6）。例1：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例2(判断)：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程考点6: 亥姆霍兹函数和吉布斯函数。（1）函数的定义和公式。出题点：函数的应用条件和意义，两个函数值与零的大小比较。例1：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例2：网学天地（）

10、版权所有！物理化学考点强化教程例3：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例4：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例5：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程（2）函数的判据。出题点：吉布斯函数判断自发的过程，需注意用吉布斯函数判断时的应用条件，自发与可逆的关系，这类考题在考研的选择题和填空题中较为常见，有些出现在简答题中，要重点掌握。例1：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程网学天地（）版权所

11、有！物理化学考点强化教程例2：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例3：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例4：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例5：例6：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程（3）函数的计算。出题点：理想气体的pVT变化，相变化和化学变化的计算，常与焓变相联系来出题。考研中，基本每年都会出现计算题。解题思路：对于较简单的计算，分

12、清过程正确应用公式就可以了。对于存在相变的，要正确设计可逆过程，把每个过程的吉布斯函数变相加，对于始末态见既有pVT变化又有相变化同时存在物质混合过程的，要把每种物质变化前后状态搞清楚，对于化学变化过程，要掌握应用反应焓和反应熵计算反应吉布斯函数。网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例1：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例2:网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例3：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例4：网学天地（www

13、.）版权所有！物理化学考点强化教程例5：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程考点7：热力学基本方程。出题点：对于热力学基本方程应用条件的考察以及对一些过程的判断，热力学基本方程相关的证明题请见考点9。例1：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例2：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例3：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程

14、例4：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程考点8：克拉佩龙方程。出题点：对公式的理解，尤其是压力和温度之间的关系，在选择填空中常常出现，在计算题中，常与数学对数公式的结合来求解蒸发焓。网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例1：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例2：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例3：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程例4：网学天地（）版权所有！物理化学考点强化教程考点9：麦克斯韦关系式。出题点：主要是对于给定的关系似的证明