结晶和熵增加原理精品PPT课件
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《熵熵增加原理》课件
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熵熵增加原理
CATALOGUE
目 录
• 熵的定义 • 熵增加原理 • 熵与热力学第二定律 • 熵与信息论 • 熵与生命系统
01
CATALOGUE
熵的定义
熵的物理意义
01
熵是系统内分子运动无序性的量 度,表示系统混乱程度或随机性 。
02
熵增加意味着系统从有序向无序 转化,即从可预测向不可预测转 化。
熵的数学定义
熵是系统状态概率分布的数学期望值,即熵等于 系统中每个状态的概率乘以该状态的信息量,再 求和。
熵的性质
熵具有非负性、可加性、可分解性和对称性等性 质,这些性质在信息论中有着重要的应用。
熵与信息量的关系
信息量与熵的关系
信息量是系统不确定性的减少量 ,而熵是系统不确定性的量度。 因此,信息量和熵之间存在一定 的关系。
熵增加原理的表述
熵增加原理是指在一个封闭的热力学 系统中,在孤立系统中,系 统总是向着总熵最大的方向演化,即 系统的总混乱程度会增加,而不是减 少。
熵增加原理是热力学第二定律的核心 内容,它揭示了自然界的不可逆过程 和方向性,即自然界的自发过程总是 向着熵增加的方向进行。
03
熵的概念还可以用来研究生态系统和地球气候的变化。地球气候系统的熵不断 增加,导致全球变暖和环境问题。因此,需要采取措施减少人类活动对地球气 候系统的影响,以减缓熵的增加和环境问题的恶化。
04
CATALOGUE
熵与信息论
信息论中的熵
1 2 3
熵
熵是信息论中的一个基本概念,表示系统不确定 性的量度。在信息论中,熵用于衡量数据源的不 确定性和随机性。
生命系统具有高度有序的结构
01
生命系统通过复杂的分子相互作用和细胞组织,维持着高度有
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目 录
• 熵的定义 • 熵增加原理 • 熵与热力学第二定律 • 熵与信息论 • 熵与生命系统
01
CATALOGUE
熵的定义
熵的物理意义
01
熵是系统内分子运动无序性的量 度,表示系统混乱程度或随机性 。
02
熵增加意味着系统从有序向无序 转化,即从可预测向不可预测转 化。
熵的数学定义
熵是系统状态概率分布的数学期望值,即熵等于 系统中每个状态的概率乘以该状态的信息量,再 求和。
熵的性质
熵具有非负性、可加性、可分解性和对称性等性 质,这些性质在信息论中有着重要的应用。
熵与信息量的关系
信息量与熵的关系
信息量是系统不确定性的减少量 ,而熵是系统不确定性的量度。 因此,信息量和熵之间存在一定 的关系。
熵增加原理的表述
熵增加原理是指在一个封闭的热力学 系统中,在孤立系统中,系 统总是向着总熵最大的方向演化,即 系统的总混乱程度会增加,而不是减 少。
熵增加原理是热力学第二定律的核心 内容,它揭示了自然界的不可逆过程 和方向性,即自然界的自发过程总是 向着熵增加的方向进行。
03
熵的概念还可以用来研究生态系统和地球气候的变化。地球气候系统的熵不断 增加,导致全球变暖和环境问题。因此,需要采取措施减少人类活动对地球气 候系统的影响,以减缓熵的增加和环境问题的恶化。
04
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熵与信息论
信息论中的熵
1 2 3
熵
熵是信息论中的一个基本概念,表示系统不确定 性的量度。在信息论中,熵用于衡量数据源的不 确定性和随机性。
生命系统具有高度有序的结构
01
生命系统通过复杂的分子相互作用和细胞组织,维持着高度有
熵熵增原理12页PPT
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可逆膨胀,能否到达相同的终态?为什么?
提示:不能。根据克劳修斯不等式,绝热可逆过程,Δ S=0;绝热不可 逆过程,Δ S>0。如果能到达相同的终态,上述两者则要相等, 显然是不可能的
§3.3 熵,熵增原理
• 3.3 熵
(5)熵判据—熵增原理 ①熵判据公式 将克劳修斯不等式用于隔离系统,得到熵判据公式:
§3.3 熵,熵增原理
• 3.3 熵
(2)熵的导出 系统从状态1沿可逆途径a到达状态2,
然后再从状态2沿可逆途径b回到状态1, 构成一个可逆循环
1
a b
2
Qr T 0
12 Q rT a2 1 Q rT b0
又 2 1 Q rT b1 2 Q rT b
可逆
2
思考:下式是否成立?
12QirT21QrT 而 2 1Q rT12Q rT 12QirT21QirT
§3.3 熵,熵增原理
• 3.3 熵
(4)克劳修斯不等式
S
• 3.3 熵
(3)熵的特性
1
a
★熵是状态函数
SS 2 S 11 2 Q rT a1 2 Q rT b
★熵是广度量
b
2
★熵的单位:J·K-1 (4)克劳修斯不等式
1
不可逆
根据任意不可逆循环的热温商之和小于零
12QirT21QrT0
解题:
Q0 WU pam bVnCV,mT
pam b(nR pT 22nR p1 T 1)nC V,m(T2T 1)
S sysn C p,m lnT T 1 2T 2n R 2l2n 1Kp p 1 25 2 .2 JK 1理容的可变想不始逆化气可态途时体逆和径,发变终。只生化态但能恒时之发在温,间生相、总找绝同恒能到热的压在相不始或相应可态恒同的逆和
提示:不能。根据克劳修斯不等式,绝热可逆过程,Δ S=0;绝热不可 逆过程,Δ S>0。如果能到达相同的终态,上述两者则要相等, 显然是不可能的
§3.3 熵,熵增原理
• 3.3 熵
(5)熵判据—熵增原理 ①熵判据公式 将克劳修斯不等式用于隔离系统,得到熵判据公式:
§3.3 熵,熵增原理
• 3.3 熵
(2)熵的导出 系统从状态1沿可逆途径a到达状态2,
然后再从状态2沿可逆途径b回到状态1, 构成一个可逆循环
1
a b
2
Qr T 0
12 Q rT a2 1 Q rT b0
又 2 1 Q rT b1 2 Q rT b
可逆
2
思考:下式是否成立?
12QirT21QrT 而 2 1Q rT12Q rT 12QirT21QirT
§3.3 熵,熵增原理
• 3.3 熵
(4)克劳修斯不等式
S
• 3.3 熵
(3)熵的特性
1
a
★熵是状态函数
SS 2 S 11 2 Q rT a1 2 Q rT b
★熵是广度量
b
2
★熵的单位:J·K-1 (4)克劳修斯不等式
1
不可逆
根据任意不可逆循环的热温商之和小于零
12QirT21QrT0
解题:
Q0 WU pam bVnCV,mT
pam b(nR pT 22nR p1 T 1)nC V,m(T2T 1)
S sysn C p,m lnT T 1 2T 2n R 2l2n 1Kp p 1 25 2 .2 JK 1理容的可变想不始逆化气可态途时体逆和径,发变终。只生化态但能恒时之发在温,间生相、总找绝同恒能到热的压在相不始或相应可态恒同的逆和
熵和滴增加原理的统计意义PPT课件
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S R ln T3 R ln V2
T1
V1
(3)1→4为绝热过程, 4→2为等压过程:
S
2 1
Q
T
2 4
Q
T
T2 CpdT T T4
Cp
ln
T2 T4
考虑到状态4,1在同一条绝热线上,状态4,2的压强相
等,利用绝热过程后,可得
S R ln T1 R ln p1 R ln V2
1 T4
EA EB W (c)
第14页/共27页
联立式(a)~(b),可求出温度增量
B系统内的增量
T W 4R
EB
5 2
RT
5 W。 8
(2)由于两个系统吸收热量为0,故
Q QA QB 0
或两个系统的总热容为零,
CA CB 0
第15页/共27页
B系统显然经历的是等体过程
CB CBV
所以A系统的热容为
左0,右4, 状态数1
第2页/共27页
左1,右3, 状态数4
宏观状态对应微观状态数目
6 5 4 3 2 1 0
4个粒子分布
左4 右 0 左3 右 1 左2 右 2 左1 右 3 左0 右 4
第3页/共27页
多粒子系按两室的分布和对应的微观态数
20
16
12
8
4
0 4个粒子分布 5个粒子分布
第4页/共27页
1 2N 0
Ω
N(粒子数)
第6页/共27页
N/2
N
二 玻耳兹曼关系 自发过程的的进行方向应该是向热力学几率最大的宏 观态演化
14 23
2 4 31
小
大 (微观态定量表示)
S小
第六章 6-7熵及熵增加原理
![第六章 6-7熵及熵增加原理](https://img.taocdn.com/s3/m/85f4cbc379563c1ec4da711d.png)
系统的这种性质(差别)可以用一个物 理量:态函数熵来描写。
可逆卡诺热机的效率为:
Q1 Q2 T1 T2
Q1
T1
Q1 Q2 0 T1 T 2
如果规定(系统)吸收热量为正:
Q1 T1
Q2 T2
0
Q1 Q2 0 T1 T2
加上:在可逆卡诺循环中,两个绝热过
程无热量传递即热温比为零。
4. 热力学无法说明熵的微观意义,这是 这种宏观描述方法的局限性所决定的。
5. 在不可逆过程熵的计算中,可以计算 出熵作为状态参量的函数形式,再以初末两 状态参量代入计算熵变。若工程上已对某些 物质的一系列平衡态的熵值制出了图表则可 查图表计算两状态熵之差。
6. 若把某一初态定为参考态,则任一
状态的熵变表示为:
dS
δQ =T
根据热力学第一定律 dU Q A
TdS dU pdV
这是综合了热力学第一、第二定律的 热力学基本关系式。
熵的定义: 若系统的状态经历一可逆微小变化,它
与恒温热源 T 交换的热量为 δQ ,则系统的 熵改变了 d S = δ Q /T
由于温度是恒大于零,所以系统可逆吸 热时,熵是增加的;系统可逆放热时,熵 是减少的。可逆绝热过程是等熵过程。
玻尔兹曼关系
S k lnW
宏观系统的无序 度是以微观状态 数W(也就是宏 观状态的热力学 概率)来表示的。
S=klogW
4. 不能将有限范围(地球)得到的熵增 原理外推到浩瀚的宇宙中去。否则会得出宇
宙必将死亡的“热寂说”错误结论。
热寂说 ( Theory of Heat Death )
克劳修斯把熵增加原理应用到无限的宇宙中,他 于1865年指出,宇宙的能量是常数,宇宙的熵趋于极 大,并认为宇宙最终也将死亡,这就是“热寂说”。 不对。
《熵与熵增加原理》课件
![《熵与熵增加原理》课件](https://img.taocdn.com/s3/m/bcd389594531b90d6c85ec3a87c24028905f8540.png)
熵与信息的关系
熵与信息之间也存在一定的关系。在信息论中,熵被定义为系统不确定性的度量,即系统状态的不确 定性越大,熵就越大。
在通信过程中,信息传递的过程实际上就是熵传递的过程。通过传递信息,可以降低系统的不确定性 ,即降低系统的熵值。
05
CHAPTER
熵在现代科技中的应用
熵在能源领域的应用
能源转换与利用
02
CHAPTER
熵增加原理
熵增加原理的表述
熵增加原理是热力学第二定律的核心内 容,它表述为:在一个封闭系统中,总 熵(即系统熵与环境熵的和)总是增加 的,即自然发生的反应总是向着熵增加
的方向进行。
熵是一个描述系统混乱程度或无序度的 物理量,其值越大,系统的混乱程度或
无序度越高。
在封闭系统中,如果没有外力干预,系 统总是会自发地向着熵增加的方向演化 ,即向着更加混乱或无序的状态演化。
此外,熵增加原理还可以帮助我们理 解信息论和热力学的基本概念,以及 它们在物理学、化学和生物学等领域 的应用。
03
CHAPTER
熵与热力学第二定律
热力学第二定律的表述
热力学第二定律指出,在封闭系统中 ,自发过程总是向着熵增加的方向进 行,即系统的熵永不自发减少。
这一定律揭示了热力学的自然规律, 是热力学理论体系的重要组成部分。
熵增加原理的证明
熵增加原理可以通过热力学的基本定律来证明,特别是第二定律 。
第二定律指出,对于封闭系统,热量总是自发地从高温向低温传 递,而不是自发地从低温向高温传递。这是由于热量在传递过程 中总是伴随着熵的增加,即无序度的增加。
通过分析热力学过程,可以证明在封闭系统中,系统的熵总是自 发地增加,从而证明了熵增加原理。
《熵熵增加原理》课件
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2
热力学工程中的熵增加
在热力学工程中,为了实现能量的转化和传递,必须控制系统中的熵增加。
3
信息论中的熵增加
信息论中的熵可以理解为信息的不确定性,信息的传递和处理都是基于熵增加原 理。
结论和展望
熵增加原理的重要性
熵增加原理是自然界普遍存 在的规律,对于理解和解释 各种物理、生物和信息现象 都具有重要意义。
《熵熵增加原理》PPT课 件
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熵的概念和基本原理
熵的定义
熵是用来衡量系统无序程度 的物理量。在热力学中,熵 代表了一个系统的混乱程度。
熵的基本概念
熵增加体现了系统的无序性 增加。当一个系统发生变化 时,其熵通常会增加。
热力学第二定律
熵增加原理是热力学第二定 律的基础,它说明了自然界 中的不可逆过程。
熵增加原理的物理意义
熵增加的概率性解释
熵增加原理可以通过概率来解释,无序的状态比有 序的状态更可能发生。
宏观和微观角度下的解释
从宏观角度看,熵增加意味着能量的传递和转化; 从微观角度看,熵增加代表了粒子的运动和碰撞。
熵增加原理的应用
1
生物体和生态系统中的熵增加
生物体和生态系统都遵循熵增加原理,不断与环境交换能量和物质,维持自身的 较高有熵增加原理的应用前景广阔, 涵盖了热力学、生物学、信 息论等多个学科领域。
熵增加原理的发展和研 究方向
未来的研究方向包括探索更 深入的解释和应用,以及开 发新的熵增加理论和方法。
参考文献
1 《热力学》
2 《信息论与编码》
3 《生物学概论》
结晶和熵增加原理
![结晶和熵增加原理](https://img.taocdn.com/s3/m/2011607f312b3169a451a4ed.png)
结晶的过程:
过饱和溶液的形成 晶核生成 晶体的生长
结晶的方法
-----过饱和溶液形成的方法 • 冷却(等溶剂结晶): 自然冷却、间壁冷却(冷却剂与溶液分开)、直接接触冷 却(在溶液中通入冷却剂) • 溶剂蒸发(等温结晶法): 加压、减压或常压蒸馏来实现 • 真空蒸发冷却法: 将溶液在真空下闪急蒸发,溶液在浓缩和冷却双重作用下 达到过饱和。(简便易行,工业常用) • 盐析结晶: 向溶液中加入溶解度大的盐类,以降低被结晶溶质的溶解 度,使达到过饱和。
溶质在溶液中为什么会结晶?
结晶的基本原理
• 饱和溶液 • 过饱和溶液
结晶:溶质自动从过饱和溶液中析出,形成新相的过程。
饱和曲线和过饱和曲线:
晶体的形成:
在不饱和溶液中,溶质均匀地分散于溶液中, 溶质质点受溶剂质点吸引,在溶液中作不规则的分 子运动,当溶液浓度增高,溶质质点密度增大,溶 质质点间的吸引力也增大,当到达饱和状态时,溶 质质点间的吸引力与溶剂对溶质的吸引力相等。 在过饱和溶液中,溶质质点间的引力大于溶剂 对溶质的吸引力,即有部分溶质质点处于不稳定的 高能状态,如果它们互相碰撞,即会放出能量而聚 合结晶。
所以溶质在溶液中结晶不违背熵增加原理!
但当过饱和度较小时,即这些不稳定的高 能质点不多,且是均匀分布于溶液中,它们 的聚合受到大量稳定的溶质质点的障碍,障 碍的程度因溶液的性质和操作条件不一样, 这就是存在过饱和溶液的原因。 当溶液的过饱和度超出过饱和曲线时,也 就是溶液中不稳定的高能质点很多,多到足 以不受稳定的低能质点影响,而很快互相碰 撞,放出能量,吸引、聚集、排列成结晶, 因此不稳定区浓度的溶液能自然起晶。
溶质在溶液中结晶违背熵增加原理了吗?
δQ S T
δQ dS T
高二物理竞赛课件:熵增加原理(共42张PPT)
![高二物理竞赛课件:熵增加原理(共42张PPT)](https://img.taocdn.com/s3/m/f88c4253876fb84ae45c3b3567ec102de3bddf6f.png)
T 1S1 U1
T 1=T 2
U 1=U 2 S 1<S 2
T2 S2 U2
例如,在绝热容器中理想气体向真空自 由膨胀,膨胀前后系统的内能不变,能量的 总量不变。但是膨胀后,气体的体积变大, 系统的熵增加,可以用来转化为机械能的比 例减少了,
T 1S1 U1
T 1=T 2
U 1=U 2 S 1<S 2
一、熵增加原理
对于一个可逆的绝热过程是一个等熵过 程,但是对于一个不可逆的绝热过程熵是否 不变呢?
设1、2两物体组成一个系统,该系统和 外界无能量交换
一、熵增加原理
对于一个可逆的绝热过程是一个等熵过 程,但是对于一个不可逆的绝热过程熵是否 不变呢?
设1、2两物体组成一个系统,该系统和 外界无能量交换称为孤立系统。
T2 S2 U2
例如,在绝热容器中理想气体向真空自 由膨胀,膨胀前后系统的内能不变,
T 1S1 U1
T 1=T 2
U 1=U 2 S 1<S 2
T2 S2 U2
例如,在绝热容器中理想气体向真空自 由膨胀,膨胀前后系统的内能不变,能量的 总量不变。
T 1S1 U1
T 1=T 2
U 1=U 2 S 1<S 2
第六节
熵增加原理
一、熵增加原理
一、熵增加原理
对于一个可逆的绝热过程是一个等熵过 程,
一、熵增加原理
对于一个可逆的绝热过程是一个等熵过 程,但是对于一个不可逆的绝热过程熵是否 不变呢?
一、熵增加原理
对于一个可逆的绝热过程是一个等熵过 程,但是对于一个不可逆的绝热过程熵是否 不变呢?
设1、2两物体组成一个系统,
或者说,在孤立系统发生的自然过程,总是 沿着熵增加的方向进行。
玻尔兹曼熵公式和熵增加原理省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件
![玻尔兹曼熵公式和熵增加原理省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/4fda057bb80d6c85ec3a87c24028915f814d8447.png)
N个分子同时出现于容器内概率为他们各自概率乘积:
W=(W1) N=(cV ) N
系统熵为
S=k lnW=kN ln(cV)
经等温膨胀,系统熵增量为
S=kN ln(cV2)-kN ln (cV1)= kN ln(V2 / V1)
注意到 k R , N N A M
NA
S M R ln V2
V1
第4页
V
S2 SA SB CV ln T02 2R ln V0 2S0
所以
0! S2 S1
CV
T2 ln
TATB
CV
ln (TA TB )2 4TATB
热传导是不可逆过程经典例子, 此例证实不可逆过程熵增加。
第18页
[例] 计算理想气体自由膨胀熵变。
解: 气体绝热自由膨胀 dQ=0 dA=0 dE=0
Q T0 TH
T0
T0
当此可逆热机R工作于TL和T0之间时,同理可得不可利用
能为
Q WH
Q T0 TL
则不可利用能增量=
Q( T0 TL
T0 TH
)
T0
S
退降能量与熵增成正比。
第23页
热源温度愈高它所输出热能转变为功潜力 就愈大(效率高),即较高温度热能有较高品质。当热 量从高温热源不可逆传到低温热源时,尽管能量在数量 上守恒,但能量品质降低了。 一切不可逆过程实际上都是能量品质降低过程,即 不可用能增加了。热力学第二定律提供了预计能量品 质方法。
第11页
由克劳修斯熵导出理想气体平衡态下熵公式:
无限小过程
dS dQ可逆
T
对于可逆过程 ,热力学第一定律可写为:
TdS dE PdV 将理想气体方程代入: PV RT
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仅从溶质形成晶体的过程来看,溶质中不稳定 的高能质点互相碰撞,放出能量(即结晶热),吸 s 引、聚集、排列成晶体。结晶并非绝热过程。
所以溶质在溶液中结晶不违背熵增加原理!
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
= 0 可逆 >0 不可逆
—热力学第二定律数学表达式
-Clausius不等式
对于孤立系统,Q=0 ,
熵增加原理:在孤立系统中发生的任何不可逆过程,
都导致整个系统熵的增加,系统的熵只有在可逆过程 中才是不变的。
说明: 熵增原理只能应用于孤立系统。 溶液中能够析出晶体的前提是必须达到过饱和
态,而通过几种形成过饱和溶液的方法来看,都是 需要与外界进行能量交换,是一个开放系统。
在过饱和溶液中,溶质质点间的引力大于溶剂 对溶质的吸引力,即有部分溶质质点处于不稳定的 高能状态,如果它们互相碰撞,即会放出能量而聚 合结晶。
但当过饱和度较小时,即这些不稳定的高 能质点不多,且是均匀分布于溶液中,它们 的聚合受到大量稳定的溶质质点的障碍,障 碍的程度因溶液的性质和操作条件不一样, 这就是存在过饱和溶液的原因。
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师:XXXXXX XX年XX月XX日
• 实质上,在饱和溶液中 , 晶核是处于一种形成—溶解—再 形成的动态平衡之中,只有达到一定的过饱和度以后,晶 核才能够稳定存在。
结晶的过程:
过饱和溶液的形成
晶核生成
晶体的生长
结晶பைடு நூலகம்方法
-----过饱和溶液形成的方法
• 冷却(等溶剂结晶): 自然冷却、间壁冷却(冷却剂与溶液分开)、直接接触冷 却(在溶液中通入冷却剂)
• 溶剂蒸发(等温结晶法): 加压、减压或常压蒸馏来实现
• 真空蒸发冷却法: 将溶液在真空下闪急蒸发,溶液在浓缩和冷却双重作用下 达到过饱和。(简便易行,工业常用)
• 盐析结晶: 向溶液中加入溶解度大的盐类,以降低被结晶溶质的溶解 度,使达到过饱和。
溶质在溶液中结晶违背熵增加原理了吗?
= 0 可逆 >0 不可逆
结晶和熵增加原理
溶质在溶液中为什么会结晶?
结晶的基本原理
• 饱和溶液 • 过饱和溶液
结晶:溶质自动从过饱和溶液中析出,形成新相的过程。
饱和曲线和过饱和曲线:
晶体的形成:
在不饱和溶液中,溶质均匀地分散于溶液中, 溶质质点受溶剂质点吸引,在溶液中作不规则的分 子运动,当溶液浓度增高,溶质质点密度增大,溶 质质点间的吸引力也增大,当到达饱和状态时,溶 质质点间的吸引力与溶剂对溶质的吸引力相等。
当溶液的过饱和度超出过饱和曲线时,也 就是溶液中不稳定的高能质点很多,多到足 以不受稳定的低能质点影响,而很快互相碰 撞,放出能量,吸引、聚集、排列成结晶, 因此不稳定区浓度的溶液能自然起晶。
• 起晶时一般认为,由于质点的碰撞,首先由几个质点结合 成晶线,再扩大成晶面,最后结合成微小的晶格,称为晶 核(晶芽),微小的晶核具有较大的溶解度,其他质点连 续排列在晶核上,使晶核长大成晶体。
所以溶质在溶液中结晶不违背熵增加原理!
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
= 0 可逆 >0 不可逆
—热力学第二定律数学表达式
-Clausius不等式
对于孤立系统,Q=0 ,
熵增加原理:在孤立系统中发生的任何不可逆过程,
都导致整个系统熵的增加,系统的熵只有在可逆过程 中才是不变的。
说明: 熵增原理只能应用于孤立系统。 溶液中能够析出晶体的前提是必须达到过饱和
态,而通过几种形成过饱和溶液的方法来看,都是 需要与外界进行能量交换,是一个开放系统。
在过饱和溶液中,溶质质点间的引力大于溶剂 对溶质的吸引力,即有部分溶质质点处于不稳定的 高能状态,如果它们互相碰撞,即会放出能量而聚 合结晶。
但当过饱和度较小时,即这些不稳定的高 能质点不多,且是均匀分布于溶液中,它们 的聚合受到大量稳定的溶质质点的障碍,障 碍的程度因溶液的性质和操作条件不一样, 这就是存在过饱和溶液的原因。
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师:XXXXXX XX年XX月XX日
• 实质上,在饱和溶液中 , 晶核是处于一种形成—溶解—再 形成的动态平衡之中,只有达到一定的过饱和度以后,晶 核才能够稳定存在。
结晶的过程:
过饱和溶液的形成
晶核生成
晶体的生长
结晶பைடு நூலகம்方法
-----过饱和溶液形成的方法
• 冷却(等溶剂结晶): 自然冷却、间壁冷却(冷却剂与溶液分开)、直接接触冷 却(在溶液中通入冷却剂)
• 溶剂蒸发(等温结晶法): 加压、减压或常压蒸馏来实现
• 真空蒸发冷却法: 将溶液在真空下闪急蒸发,溶液在浓缩和冷却双重作用下 达到过饱和。(简便易行,工业常用)
• 盐析结晶: 向溶液中加入溶解度大的盐类,以降低被结晶溶质的溶解 度,使达到过饱和。
溶质在溶液中结晶违背熵增加原理了吗?
= 0 可逆 >0 不可逆
结晶和熵增加原理
溶质在溶液中为什么会结晶?
结晶的基本原理
• 饱和溶液 • 过饱和溶液
结晶:溶质自动从过饱和溶液中析出,形成新相的过程。
饱和曲线和过饱和曲线:
晶体的形成:
在不饱和溶液中,溶质均匀地分散于溶液中, 溶质质点受溶剂质点吸引,在溶液中作不规则的分 子运动,当溶液浓度增高,溶质质点密度增大,溶 质质点间的吸引力也增大,当到达饱和状态时,溶 质质点间的吸引力与溶剂对溶质的吸引力相等。
当溶液的过饱和度超出过饱和曲线时,也 就是溶液中不稳定的高能质点很多,多到足 以不受稳定的低能质点影响,而很快互相碰 撞,放出能量,吸引、聚集、排列成结晶, 因此不稳定区浓度的溶液能自然起晶。
• 起晶时一般认为,由于质点的碰撞,首先由几个质点结合 成晶线,再扩大成晶面,最后结合成微小的晶格,称为晶 核(晶芽),微小的晶核具有较大的溶解度,其他质点连 续排列在晶核上,使晶核长大成晶体。