热力学第二定律PPT课件

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1、物理化学化学学院周建敏mmczjm@126.com祝大家学习愉快，天天进步！主讲：联系电话:短号：69779办电：2923571宅电：2981088QQ:530018104电子邮箱:2021/7/231祝大家学习愉快，天天进步！热力学第二定律2021/7/232祝大家学习愉快，天天进步！第三章--热力学第二定律§3.1热力学第二定律§3.2卡诺循环与卡诺定理§3.3熵与克劳修斯不等式§3.4熵变的计算§3.5热力学第三定律及化学变化过程熵变的计算§3.6亥姆霍兹函数和吉布斯函数§3.7热力学基本方程及麦克斯韦关系式§3.8热力学第二定律在单组分系统相平衡中的

2、应用2021/7/233祝大家学习愉快，天天进步！第三章--热力学第二定律引入：违背热力学第一定律的过程是不可能实现的，但遵循第一定律的过程能否就一定能实现吗？第一定律指出变化中的能量效应，无法指出过程的方向性，实际上，世界上一切事物变化都具有方向性的，而且都可用一定的物理量来判断。热力学第二定律将会告诉我们判断事物变化过程进行的方向与限度的方法。热力学第二定律和热力学第一定律一样，可靠性是毋庸置疑的。但要注意，第二定律认为不可能进行的过程就肯定是不可能的，但它认为可能进行的过程还要受到速度的限制。例书P97.2021/7/234祝大家学习愉快，天天进步！第

3、三章--热力学第二定律功可以全部转化为热，而热转化为功则有一定的限制，正是这种热功转换的限制，使得物质状态的变化存在一定的方向和限度。热力学第二定律就是通过热功转换的限制来研究过程进行的方向和限度。在介绍第二定律前，先学习热功转换的理论模型----卡诺循环。2021/7/235祝大家学习愉快，天天进步！1、自发过程§3.1热力学第二定律2、热、功转换3、热力学第二定律2021/7/236祝大家学习愉快，天天进步！自发过程：在自然条件下（不需要人为加入功的条件），能够发生的过程，称为自发过程。非自发过程：自发过程的逆过程或需要加入功才能进行的过程。§3.1--

4、1自发过程自发过程举例：①水自动由高处地向低处流动，直到水位相等推动力：高度差。达平衡，高度差为零。相反的过程，从未自动发生过。2021/7/237祝大家学习愉快，天天进步！③热自动由高温物体传给低温物体。直到温度相等②气体自动从高压向低压扩散推动力：压力差。达平衡，压差为零。相反过程，从未自动发生过。ABT1>T2推动力：温度差。达平衡，温度差为零。相反的过程，从未自动发生过。Ap1p2Bp1>p2§3.1--1自发过程2021/7/238祝大家学习愉快，天天进步！⑤锌与硫酸铜溶液的化学反应将锌粒放在硫酸铜溶液中，Zn可自动将Cu2+还原为金属铜，相反的过

5、程，即将Cu放入硫酸锌，却不能自动将Zn2+还原为锌。④溶质自动从高浓度向低浓度扩散：ABc1>c2若A、B中盛有种类相同，温度相同，但浓度不同的溶液。推动力：浓度差。达平衡，浓度差为零。相反的过程，从未自动发生过。§3.1--1自发过程2021/7/239祝大家学习愉快，天天进步！§3.1--1自发过程天然过程生命化学反应之方向性“黄河之水天上来，奔流到海不复回。”（自然）“君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”（生命）“欲死灰之复燃，艰乎为力”（化学反应）2021/7/2310祝大家学习愉快，天天进步！自发过程的共同特征：自发过程必为不可逆过程。以上过程

6、的逆过程是不能自发进行的，除非借助外功。§3.1--1自发过程并不是说自发过程的逆过程就不能进行，要使自发过程的逆向进行,必须让环境对系统作功。例如：用抽水机可将水由低处转移到高处;用冷冻机可以将热由低温物体转移到高温物体；用压缩机可将气体由低压容器抽出，压入高压容器；将浓度不同的溶液设计成浓差电池，用直流电就可将溶质由低浓度溶液转移到高浓度溶液。用铜与硫酸铜溶液作正极，锌与硫酸锌溶液为负极，通直流电就可实现Cu+Zn2+Cu2++Zn的反应。2021/7/2311祝大家学习愉快，天天进步！（2）开尔文说法:不可能从单一热源吸热使之完全转变为功而不产生其它

7、影响。4.热力学第二定律克劳修斯说法反映了传热过程的不可逆性。此定律是人类长期生产实践与科学实验的总结。它有很多种说法。主要为：（1）克劳修斯说法：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其它影响。§3.2--4.热力学第二定律2021/7/2312祝大家学习愉快，天天进步！热源温度T第二类永动机：从单一热源吸热而不断做功的机器。例如：有左方图示的气缸由单一热源吸热做功，其结果是气体体积膨胀。若要使气体恢复到原来状态，必然要压缩。这时环境要对系统做功，并得到系统放出的热。因此，不可能将单一热源的热转变为功，又无其它影响。开尔文说法表达了功转变热这一过程的不可

8、逆性。“第二类永动机是不可能造成的”。§3.2--4