热力学第二定律复习文稿市公开课金奖市赛课一等奖课件

热力学第二定律第1页第1页知识梳理：1、自发过程：在自然条件下能够发生过程（注：自发过程为非可逆过程）2、热力学第二定律（dS≥δQ/T

不可逆可逆）：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它改变开尔文说法：不也许从单一热源吸热使之所有对外做功而不产生其它改变3、热机：Q1=-W-Q24、卡诺循环：由恒温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、恒温可逆压缩、绝热可逆压缩构成循环5、卡诺定理：在两个不同温度热源之间工作全部热机，以可逆热机效率最大即ηi≤ηY第2页第2页6、熵定义（单位J/K）:dS=δQr/T7、亥姆霍兹函数定义:A=U-TS8、吉布斯函数定义：G=H-TS9、熵物理意义：熵与系统无序度相关，系统无序度增长时，熵即增

加。因而，熵可当作是系统无序度量度。10、熵增原理：绝热过程中熵不也许减少，另一个说法是隔离系统熵不也许减少。即ΔS≥011、熵判据:ΔSiso=ΔSsys+ΔSamb≥0

自发平衡（由系统与环境构成隔离系统）12、亥姆霍兹函数判据：ΔAT,V≤0自发平衡（恒温、恒容，W/=0、封闭系统）第3页第3页13、吉布斯函数判据：ΔGT,P≤0自发平衡（恒温、恒容，W/=0、封闭系统）14、热力学第三定律：S*(0K,完美晶体)=015、热力学基本方程：dU=TdS-TdVdH=TdS+VdpdA=-SdT-pdVdG=-SdT+Vdp16、克拉佩龙方程：dT/dp=TΔβαVm/ΔβαHm(适应于纯物质任何两项平衡)克-克方程dlnp/dT=ΔglHm/RT2当1、凝聚相与蒸汽相之间相平衡2、凝聚相得体积忽略不计3、蒸汽相当作抱负气体第4页第4页计算：1、热机效率：η=-W/Q1卡诺循环η=1-T2/T1=ηr2、熵变计算（绝热可逆过程熵变为零）<1>系统熵变单纯PVT改变过程a、抱负气体：ΔS=nCV,mln(T2/T1)+nRln(V2/V1)ΔS=nCp,mln(T2/T1)+nRln(p1/p2)ΔS=nCp,mln(V2/V1)+nCv,mln(p2/p1)b、凝聚态：ΔS=nCp,mln(T2/T1)第5页第5页相变过程a、恒温可逆相变ΔβαS=nΔβαHm/Tb、不可逆相变：要计算不可逆过程熵变需借助状态函数法，在不可逆相变过程始末态间设计一包括可逆相变及单纯PVT下改变路径。化学改变过程a、298.15K下ΔrSθm=ΣνBSθm(B)b、任意温度下ΔrSθm=ΔrSθm(298.15K)+∫T298.15ΔrCp,m/TdT(ΔrCp,m=ΣVBCp,m(B))<2>环境熵变则ΔSamb=Qamb/Tamb=-Qsys/Tamb当系统与环境间发生有限量热互换时，整个热互换过程对环境而言可当作是在恒温下可逆过程第6页第6页3、ΔA及ΔG计算ΔA=ΔU-Δ(TS)恒温ΔA=ΔU-TΔSΔG=ΔH-Δ(TS)恒温ΔG=ΔH-TΔS单纯PVT改变过程a、抱负气体恒温过程：ΔAT=nRTln(V1/V2)=ΔGT=nRTln(p2/p1)b、凝聚态恒温变压过程，当压力改变不大时，过程ΔA与ΔG可近似看为零相改变过程可逆相变ΔG=0化学改变过程ΔrGθm=ΔrHθm-TΔrSθm第7页第7页4、克劳修斯—克拉佩龙方程积分不定积分：lnp=-ΔglHm/RT+C(已知一系列不同温度下饱和蒸汽压作lnp-1/T图，求斜率)定积分：lnp2/p1=-ΔglHm/R(1/T2-1/T1)(已知p1、p2、T1、T2、ΔglHm中四个求三、习题第五个量）已知纯液体A在360K饱和蒸汽压为81.06kPa,在此条件下A（l）摩尔汽化热为ΔvapHm=40kJ/mol，Cp,m;A(l)=75J·K-1·mol-1,Cp,m;A(g)=(30+10-2T)J·K-1·mol-1,假定A(g)为抱负气体，试计算下列始末态间ΔUm，ΔHm，ΔSm.第8页第8页A(l,310K,81.06kPa)A(g,380K,50.66kPa)1molA(l)T1=310Kp1=81.06kPa1molA(g)T3=T2p3=p21molA(g)T4=380Kp4=50.66kPa1molA(l)T2=360Kp2=p1恒压变温可逆相变变温变压（1）（2）（3）ΔH1=nCp,m;A(l)ΔT=[1x75x(360-310)]J=3750JΔH2=nΔvapHm=40kJ/molx1mol=40kJ第9页第9页ΔH3=∫T4T3ΔHm=ΔH1+ΔH2+ΔH3=(3750+40000+674)J=44.424kJΔUm=ΔHm-Δ(pV)m=ΔHm-(p4V4-p3V3)≈ΔHm-nRT=(44.424-1X8.314X380X10-3)=41.265kJΔS2=ΔvapHm/T2=(40x103/360)J/K=111.11J/KΔS1=nCp,m;A(l)·ln(T2/T1)=1X75Xln(360/310)J/K=11.215J/KnCp,m,gdT=30x(380-360)J+2x[(380)2-(360)2]J=674JΔS3=∫T4T3nCp,