物理化学课件 03 热力学第二定律.ppt

The Second Law of Thermodynamics
不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起其它变化
第三章热力学第二定律
§ 自发变化的共同特征
§ 热力学第二定律
§ Carnot定理
§ 熵的概念
§ Clausius不等式与熵增加原理
§ 热力学基本方程与T-S图
§ 熵变的计算
§ 熵和能量退降
§ 热力学第二定律的本质和熵的统计意义
第三章热力学第二定律
§ Helmholtz和Gibbs自由能
§ 变化的方向与平衡条件
§ 几个热力学函数间的关系
§ 的计算示例
§ 热力学第三定律及规定熵
*§ 绝对零度不能到达的原理
*§ 不可逆过程热力学简介
*§ 信息熵浅释
§ 自发变化的共同特征——不可逆性
自发变化某种变化有自动发生的趋势,一旦发生就无需借助外力,可自动进行,这种变化称为自发变化
自发变化的共同特征—不可逆性任何自发变化的逆过程是不能自动进行的。例如:
(1) 焦耳热功当量中功自动转变成热;
(2) 气体向真空膨胀;
(3) 热量从高温物体传入低温物体;
(4) 浓度不等的溶液混合均匀;
(5) 锌片与硫酸铜的置换反应等,
它们的逆过程都不能自动进行。当借助外力,系统恢复原状后,会给环境留下不可磨灭的影响。
§ 热力学第二定律
Clausius 的说法:
Kelvin 的说法:
第二类永动机:从单一热源吸热使之完全变为功而不留下任何影响。
“不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起其他变化”
“不可能从单一热源取出热使之完全变为功,而不发生其他的变化”
后来被Ostward表述为:“第二类永动机是不可能造成的”。
§ Carnot定理
高温热源
低温热源
(a)
假设
§ Carnot定理
高温热源
低温热源
(b)
从低温热源吸热
高温热源得到热
这违反了Clausius说法,只有
Carnot定理:
Carnot定理推论:
Carnot定理的意义:
(2)原则上解决了热机效率的极限值问题。
(1)引入了一个不等号,原则上解决了化学反应的方向问题;
§ Carnot定理
所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机,其效率都不能超过可逆机,即可逆机的效率最大。
所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆热机,其热机效率都相等,即与热机的工作物质无关。
§ 熵的概念
从Carnot循环得到的结论:
对于任意的可逆循环,都可以分解为若干个小Carnot循环。
即Carnot循环中,热效应与温度商值的加和等于零。
先以P,Q两点为例
任意可逆循环的热温商
任意可逆循环
PVO = OWQ
MXO’= O’YN