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第二章热力学第二定律
引言
热力学第二定律
卡诺(Carnot)循环与卡诺定律
熵的概念
克劳修斯不等式与熵增加原理
熵变的计算
熵的统计意义
亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能
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第二章热力学第二定律
热力学基本关系式
各类过程中热力学函数的变化
热力学第三定律
化学反应中的热力学函数的变化
平衡判据
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引言
自发变化(spontaneous change) 某种变化有自动发生的趋势,一旦发生就无需借助外力,可以自动进行,这种变化称为自发变化。
例1:理想气体恒温向真空自由膨胀(自发过程)
Q=0
W=0
△U=0
膨胀(自发)
Q<0
W>0
△U=0
压缩(不自发)
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引言
例2:铜绿(patina)
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引言
例3:糖醇解(glycolysis)
葡萄糖 glucose
ATP:
adenosine triphosphate
三磷酸腺苷
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自发变化的共同特征—不可逆性(irreversibility)
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,体系恢复原状后,会给环境留下不可磨灭的影响。
研究过程的方向和限度,即研究过程的不可逆性,并度量不可逆程度。
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引言
如果有,那么能量等级的变化与过程的方向有关系呢?
热力学第一定律:能量转化在数量上是守恒的。
那么,能量是有等级或品味之分吗?
提出问题
在一定条件下,什么过程可能进行?进行的限度如何?什么过程不可能进行?
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问题: 如何寻找过程的方向和限度的判据呢?
热力学第二定律的出现!
十九世纪下半叶,贝特罗(法)和汤姆生(丹麦)曾经将反应焓当作判断化学反应进行方向的依据,认为化学反应总是朝着放热更多的方向进行。
引言
定义了新的状态函数:熵、Helmholtz自由能、Gibbs自由能
不完备的!
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引言
自发变化(spontaneous change) 某种变化有自动发生的趋势,一旦发生就无需借助外力,可以自动进行,这种变化称为自发变化。
自发变化的共同特征—不可逆性(irreversibility)
它们的逆过程都不能自动进行。当借助外力,体系恢复原状后,会给环境留下不可磨灭的影响。
研究过程的方向和限度,即研究过程的不可逆性,并度量不可逆程度。
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