热力学第二定律辅导讲义
合集下载
热力学第二定律讲稿
上页 下页
– 由功变热过程的不可逆性推断热传导过程的不 可逆性.(见图1 .(见图 可逆性.(见图1)
T1
Q2
Q1
T1
Q1-Q2 A WA
Q2
T2
Q2
T22 Q
图1
上页
下页
假定:热传导是可逆的. 假定:热传导是可逆的. 之间设计一卡诺热机, 在T1和T2之间设计一卡诺热机,并使它在一次 循环中从高温热源T1 吸热Q1,对外作功|A|,向 循环中从高温热源 吸热 ,对外作功 , 低温热源T 放热Q ) 然后, 低温热源 2 放热 2(Q1- Q2= |A|).然后,Q2 恢复原状. 可以自动地传给 T1 而使低温热源 T2 恢复原状. 总的结果是,来自高温热源的热量Q 总的结果是,来自高温热源的热量 1 - Q2全部 转变成为对外所作的功|A|,而未引起其它变化. 转变成为对外所作的功 ,而未引起其它变化. 这就是说功变热的过程是可逆的.显然, 这就是说功变热的过程是可逆的.显然,此结 论与功变热是不可逆的事实和观点相违背. 论与功变热是不可逆的事实和观点相违背.因 热传导是可逆的假设并不成立. 此,热传导是可逆的假设并不成立.
上页 下页
还可由热传导过程的不可逆性推断功变热过程 的不可逆性(可自行证明). ).实际上与第一例 的不可逆性(可自行证明).实际上与第一例 结合就证明了第二定律的两种表述是等效的. 结合就证明了第二定律的两种表述是等效的. 类似的例子不胜枚举, 类似的例子不胜枚举,都说明自然界中各种不 可逆过程是相互关联的,都可以作为第二定律 可逆过程是相互关联的, 的一种表述.但不管具体方式如何, 的一种表述.但不管具体方式如何,第二定律 的实质在于指出, 的实质在于指出,一切与热现象有关的实际宏 观过程都是不可逆的. 观过程都是不可逆的.第二定律揭示的这一客 观规律, 观规律,向人们指示出实际宏观过程进行的条 件和方向. 件和方向.
– 由功变热过程的不可逆性推断热传导过程的不 可逆性.(见图1 .(见图 可逆性.(见图1)
T1
Q2
Q1
T1
Q1-Q2 A WA
Q2
T2
Q2
T22 Q
图1
上页
下页
假定:热传导是可逆的. 假定:热传导是可逆的. 之间设计一卡诺热机, 在T1和T2之间设计一卡诺热机,并使它在一次 循环中从高温热源T1 吸热Q1,对外作功|A|,向 循环中从高温热源 吸热 ,对外作功 , 低温热源T 放热Q ) 然后, 低温热源 2 放热 2(Q1- Q2= |A|).然后,Q2 恢复原状. 可以自动地传给 T1 而使低温热源 T2 恢复原状. 总的结果是,来自高温热源的热量Q 总的结果是,来自高温热源的热量 1 - Q2全部 转变成为对外所作的功|A|,而未引起其它变化. 转变成为对外所作的功 ,而未引起其它变化. 这就是说功变热的过程是可逆的.显然, 这就是说功变热的过程是可逆的.显然,此结 论与功变热是不可逆的事实和观点相违背. 论与功变热是不可逆的事实和观点相违背.因 热传导是可逆的假设并不成立. 此,热传导是可逆的假设并不成立.
上页 下页
还可由热传导过程的不可逆性推断功变热过程 的不可逆性(可自行证明). ).实际上与第一例 的不可逆性(可自行证明).实际上与第一例 结合就证明了第二定律的两种表述是等效的. 结合就证明了第二定律的两种表述是等效的. 类似的例子不胜枚举, 类似的例子不胜枚举,都说明自然界中各种不 可逆过程是相互关联的,都可以作为第二定律 可逆过程是相互关联的, 的一种表述.但不管具体方式如何, 的一种表述.但不管具体方式如何,第二定律 的实质在于指出, 的实质在于指出,一切与热现象有关的实际宏 观过程都是不可逆的. 观过程都是不可逆的.第二定律揭示的这一客 观规律, 观规律,向人们指示出实际宏观过程进行的条 件和方向. 件和方向.
《热力学第二定律》 讲义
《热力学第二定律》讲义一、热力学第二定律的引入在我们生活的这个世界中，热现象无处不在。
从烧开水到汽车发动机的运转，从空调制冷到太阳能的利用，热的传递和转化始终伴随着我们。
而热力学第二定律，就是用来描述热现象中能量转化和传递的方向性规律。
想象一下，如果热能够自发地从低温物体传递到高温物体，那我们的世界将会变得多么奇妙。
冬天的时候，我们不需要取暖设备，房间里的温度会自动升高；冰箱也不再需要耗电来制冷，食物会自动保持低温。
但这样的情景在现实中从未发生，这背后隐藏着热力学第二定律的奥秘。
二、热力学第二定律的表述热力学第二定律有多种表述方式，其中最为常见的是克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
举个例子，一杯热水放在室温下会逐渐冷却，热量从热水传递到了周围的环境中。
但如果没有外界的干预，比如使用冰箱或其他制冷设备，热量不会自动从周围环境返回热水，使热水重新变热。
开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。
比如说，一个热机从高温热源吸收热量，然后对外做功。
但在这个过程中，它不可避免地会向低温热源排放一些热量，无法将从高温热源吸收的全部热量都转化为有用功。
这两种表述虽然形式不同，但本质上是等价的，都揭示了热现象中能量转化和传递的不可逆性。
三、热力学第二定律的微观解释从微观角度来看，热力学第二定律与系统的微观状态数有关。
在一个孤立系统中，分子的运动是无序的。
随着时间的推移，系统总是趋向于从微观状态数少的状态向微观状态数多的状态演变。
例如，将两种不同的气体放在一个容器中，它们会逐渐混合均匀。
而要使混合后的气体重新分离成原来的两种纯净气体，几乎是不可能的。
这是因为混合后的微观状态数远远大于分离状态的微观状态数。
从概率的角度来说，系统向微观状态数多的方向发展的概率要大得多，这就导致了热现象中自发过程的方向性。
四、热力学第二定律的应用热力学第二定律在许多领域都有着重要的应用。
热力学第二定律讲课提纲
引入热力学温标后，卡诺循环旳效
率
1 T2
T1
其中T1、T2可看作热力学温标所拟定旳温度。下页
上页 9
三．内能和状态方程旳关系
如图所示为一种物质经历一微小旳可逆卡诺循环，
ＡＢ是温度为Ｔ旳等温线，ＣＤ是温度为Ｔ－ΔＴ旳等 温线，ＢＣ和ＤＡ都是绝热线．设该循环足够小，ＡＢ ＣＤ可被近似地看作是平行四边形．该循环旳功ΔＷ由Ａ ＢＣＤ旳面积拟定．由图可知，这面积等于ＡＢＥＦ旳 面积（图中ＡＦＨ和ＢＥＧ都与Ｖ轴垂直）．
令：T Θ 于是有
Q 2 T2 Q1 T1
选用水旳三相点为固定点后，
Q T 273.16
Q tr
热力学温标
–Q为测温量。 – 与测温质及其属性无关， – 与理想气体温标成正比。
上页
下页
8
Q2 Q1
T2热 T1热
T2理 T1理
当采用同一固定点时
T热 = T理
在理想气体能够拟定旳温度范围内，热力 学温标等于理想气体温标。
了原子核、原子、分子（从较简朴旳无机分子到高级
旳生物大分子），在宏观上演化出星系团、星系、恒
星、太阳系、地球、生命，直至人类这么旳智慧生物
和愈来愈发达旳社会.古埃及神话中旳凤凰鸟（phoenix）
焚身于烈火之后，从自己旳灰烬中青春焕发地再生，
这是当代宇宙观旳一幅精彩写照.
下页
上页
23
宇宙不但不会热寂，反而从早期旳热寂（热平衡 态）下生机勃勃地复生.
热力 学第 二定 律讲 课提 要
自然过程旳方向性问题
↓
可逆与不可逆过程
↓
热力学第二定律旳表述
（宏观描述）
↓
↓↓
（微观描述）
物理化学 第三章 热力学第二定律课件
第三章 热力学第二定律§3.1 热力学第二定律1.自发过程自发过程：在自然条件下，能够发生的过程，称为自发过程。
自发过程的逆过程称为非自发过程。
所谓自然条件，是指不需要人为加入功的过程。
例如：(1) 热量从高温物体传入低温物体； (2)气体向真空膨胀；(3)锌片与硫酸铜的置换反应等，。
说明：自发过程是热力学中的不可逆过程，这是自发过程长的共同特征。
自发过程的逆过程都不能自动进行，自发过程的逆向必须消耗功。
2.热、功转换任何热机从高温1T 热源吸热1Q ,一部分转化为功W ,另一部分2Q 传给低温2T 热源。
将热机所作的功与所吸的热之比值称为热机效率,或称为热机转换系数，用η表示。
恒小于1。
即1W Q η-=若热机不向低温热源散热，20Q =，此时热机效率可达到100%，将所吸收的热全部变为功，实践证明这样的机器永远造不成。
人们将这种从单一热源吸热全部用来对外作功的机器，称为第二永动机。
2.热力学第二定律克劳修斯（Clausius ）的说法：“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化。
”开尔文（Kelvin ）的说法：“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。
”克劳修斯和开尔文的说法都是指某一件事情是“不可能”的，即指出某种自发过程的逆过程是不能自动进行的。
克劳修斯的说法是指明热传导的不可逆性，开尔文的说法是指明功转变为热的过程的不可逆性，这两种说法实际上是等效的。
热力学第二定律和热力第一定律一样，是建立在无数事实的基础上，是人类经验的总结。
它不能从其它更普遍的定律推导出来。
§3.2 卡诺循环与卡诺定理1.卡诺循环（Carnot cycle ）卡诺循环：由恒温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、恒温可逆压缩、绝热可逆压缩四个可逆步骤组成的循环过程。
以理想气体为工作物质，从高温T 1热源吸收Q 1的热量，一部分通过理想热机用来对外做功W ，另一部分的热量Q 2放给低温T 2热源。
热力学第二定律ppt课件
热力学第二定律的开尔文表述
不可能从单一热源吸收热量，使之全部变成 功 ，而不产生其他影响。 1.热机效率无法达到100%，总会有热损 2.任何热机都不可能把内能全部转化机械能
第二类永机不可制成，不可以制成的原因：违背热力学第二定律 热力学第二定律的各种表述都是的 等价 ，并可从一种表述导出另一种表述
C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D.电冰箱的工作原理违反热力学第二定律
三、 热力学第二定律的开尔文表述
②不可能从单一热源吸收热量，使之全部变成 功，而不产生其他影响
机械能
全部转化（自发）
转化中有其他影响 （要向低温热库放热）
内能（热）
不产生其他影响：对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放 热、做功等
不会 因为分子的扩散运动是从密度较大的区域向密度较小的区域进行 并且这个过程是不可逆
一、自然界中宏观过程的方向性
情景二：将一块烧红的铁块投入冷水中，会发生什 么现象？
铁块放热，温度降低，水吸热，温度升高；最终两 者温度相同。
问题：一段时间后会不会出现铁块温度升高，水的温度 降低的情况？
不会出现；说明热量可以自发地从高温物体传到低温物体 而不可以自发地从低温物体传到高温物体
生其它影响。此时热机的效率η＝1(100%)， η＝1的热机称为第二类永动机。
下列说法正确的有( D )
A.第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律，因此 不可能制成
B.根据能量守恒定律，经过不断地技术改进，热机的效率可以达到 100%
C.因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能真正出现的
(多选)下图为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时，强迫制冷剂在 冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热 量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的 是( BC )
不可能从单一热源吸收热量，使之全部变成 功 ，而不产生其他影响。 1.热机效率无法达到100%，总会有热损 2.任何热机都不可能把内能全部转化机械能
第二类永机不可制成，不可以制成的原因：违背热力学第二定律 热力学第二定律的各种表述都是的 等价 ，并可从一种表述导出另一种表述
C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D.电冰箱的工作原理违反热力学第二定律
三、 热力学第二定律的开尔文表述
②不可能从单一热源吸收热量，使之全部变成 功，而不产生其他影响
机械能
全部转化（自发）
转化中有其他影响 （要向低温热库放热）
内能（热）
不产生其他影响：对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放 热、做功等
不会 因为分子的扩散运动是从密度较大的区域向密度较小的区域进行 并且这个过程是不可逆
一、自然界中宏观过程的方向性
情景二：将一块烧红的铁块投入冷水中，会发生什 么现象？
铁块放热，温度降低，水吸热，温度升高；最终两 者温度相同。
问题：一段时间后会不会出现铁块温度升高，水的温度 降低的情况？
不会出现；说明热量可以自发地从高温物体传到低温物体 而不可以自发地从低温物体传到高温物体
生其它影响。此时热机的效率η＝1(100%)， η＝1的热机称为第二类永动机。
下列说法正确的有( D )
A.第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律，因此 不可能制成
B.根据能量守恒定律，经过不断地技术改进，热机的效率可以达到 100%
C.因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能真正出现的
(多选)下图为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时，强迫制冷剂在 冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热 量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的 是( BC )
热力学第二定律 课件
答案：BCD
拓展二 热力学第一、第二定律的比较及两类永动机 的比较
1．一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，能不 能把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来？
提示：不可能，机械能和内能的转化过程具有方向性， 内能转化成机械能是有条件的．
2．什么是第二类永动机？为什么第二类永动机不可 能造成？
提示：能够从单一热源吸收热量并把它全部用来做 功，而不引起其他变化的热机称为第二类永动机．第二类 永动机不可能制成的原因是因为机械能和内能转化过程 具有方向性，尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却 不能全部转化为机械能，而不引起其他变化．
提示：不会降低室内的平均温度．若将一台正在工作 的电冰箱的门打开，尽管可以不断向室内释放冷气，但同 时冰箱的箱体向室内散热，就整个房间来说，由于外界通 过导线不断有能量输入，室内的温度会不断升高．
1．在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产 生其他影响”“单一热库”“不可能”的含义．
(1)“自发地”是指热量从高温物体“自发地”传给 低温物体的方向性．在传递过程中不会对其他物体产生 影响或借助其他物体提供能量等．
答案：B
热力学第二定律
知识点一 热力学第二定律的第一种表述
提炼知识 1．热力学第二定律： (1) 一 切 与 热 现 象 有 关 的 宏 观 自 然 过 程 都 是 不 可 逆 的．如物体间的传热，气体的膨胀、扩散……都有特定 的方向性． (2)反映宏观自然过程方向性的定律就是热力学第二 定律．
2．热力学第二定律的第一种表述，克劳修斯表述： 热量不能自发地从低温物体传到高温物体．
(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观 过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面 的影响．如吸热、放热、做功等．
拓展二 热力学第一、第二定律的比较及两类永动机 的比较
1．一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，能不 能把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来？
提示：不可能，机械能和内能的转化过程具有方向性， 内能转化成机械能是有条件的．
2．什么是第二类永动机？为什么第二类永动机不可 能造成？
提示：能够从单一热源吸收热量并把它全部用来做 功，而不引起其他变化的热机称为第二类永动机．第二类 永动机不可能制成的原因是因为机械能和内能转化过程 具有方向性，尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却 不能全部转化为机械能，而不引起其他变化．
提示：不会降低室内的平均温度．若将一台正在工作 的电冰箱的门打开，尽管可以不断向室内释放冷气，但同 时冰箱的箱体向室内散热，就整个房间来说，由于外界通 过导线不断有能量输入，室内的温度会不断升高．
1．在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产 生其他影响”“单一热库”“不可能”的含义．
(1)“自发地”是指热量从高温物体“自发地”传给 低温物体的方向性．在传递过程中不会对其他物体产生 影响或借助其他物体提供能量等．
答案：B
热力学第二定律
知识点一 热力学第二定律的第一种表述
提炼知识 1．热力学第二定律： (1) 一 切 与 热 现 象 有 关 的 宏 观 自 然 过 程 都 是 不 可 逆 的．如物体间的传热，气体的膨胀、扩散……都有特定 的方向性． (2)反映宏观自然过程方向性的定律就是热力学第二 定律．
2．热力学第二定律的第一种表述，克劳修斯表述： 热量不能自发地从低温物体传到高温物体．
(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观 过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面 的影响．如吸热、放热、做功等．
物理学教学ppt§5-5热力学第二定律
2.不可逆过程
系统经某过程由一初态到达末态后，如不可能 使系统和外界都完全复原，则此过程称不可逆过 程。
二、自然过程的不可逆性 1.功热转换是不可逆过程
重物自动下落，叶片转动使水温升高，功全部 转化成热。
·
· 水自动冷却使叶片旋
水
叶片 转，从而提升重物，
则不可能自然进行。
重物 绝热壁
重物 热自动地转换为功 的过程不可能发生.
§5-5 热力学第二定律
由热力学第一定律知道： 一切热力学过程都应该满足能量守恒。 但是满足能量守恒的过程都能进行吗?
这是热力学第二定律要表达的内容。
热力学第二定律告诉我们，过程的进行还有 方向性的问题，满足能量守恒的过程不一定都能 进行。
一、可逆过程和不可逆过程 1.可逆过程
系统由一初态出发，经某过程到达一末态后， 如果能使系统回到初态而不在外界留下任何变化 (即系统和外界都恢复了原状)，则此过程叫做可 逆过程.
2.热传导是不可逆过程 热量可以自动地从高温物体传向低温物体，但
相反的过程却不能发生。 热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。
3.气体绝热自由膨胀是不可逆过程
真空
在绝热容器中抽去隔板，分子将自动膨胀充满整 个容器，最后达到平衡态。
自然过程是有摩擦损耗的非准静态过程，是不可逆 过程。
只有无摩擦的准静态过程才是可逆过程。
宏观态 微观态
热力学概率
1 1
4 4
6
实际观测到的总是均匀分布这种宏观态。即 系统最后所达到的平衡态。
平衡态 相应于一定宏观条件下 最大的状态。
结论
Ω平 Ωmax
1）平衡态对应与热力学概率最大的宏观状态。 2）如果初始时系统处于热力学概率不是最大的宏 观状态，则系统处于非平衡态，系统将向平衡态 过渡，最后达到平衡态。此时系统的热力学概率 最大。
系统经某过程由一初态到达末态后，如不可能 使系统和外界都完全复原，则此过程称不可逆过 程。
二、自然过程的不可逆性 1.功热转换是不可逆过程
重物自动下落，叶片转动使水温升高，功全部 转化成热。
·
· 水自动冷却使叶片旋
水
叶片 转，从而提升重物，
则不可能自然进行。
重物 绝热壁
重物 热自动地转换为功 的过程不可能发生.
§5-5 热力学第二定律
由热力学第一定律知道： 一切热力学过程都应该满足能量守恒。 但是满足能量守恒的过程都能进行吗?
这是热力学第二定律要表达的内容。
热力学第二定律告诉我们，过程的进行还有 方向性的问题，满足能量守恒的过程不一定都能 进行。
一、可逆过程和不可逆过程 1.可逆过程
系统由一初态出发，经某过程到达一末态后， 如果能使系统回到初态而不在外界留下任何变化 (即系统和外界都恢复了原状)，则此过程叫做可 逆过程.
2.热传导是不可逆过程 热量可以自动地从高温物体传向低温物体，但
相反的过程却不能发生。 热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。
3.气体绝热自由膨胀是不可逆过程
真空
在绝热容器中抽去隔板，分子将自动膨胀充满整 个容器，最后达到平衡态。
自然过程是有摩擦损耗的非准静态过程，是不可逆 过程。
只有无摩擦的准静态过程才是可逆过程。
宏观态 微观态
热力学概率
1 1
4 4
6
实际观测到的总是均匀分布这种宏观态。即 系统最后所达到的平衡态。
平衡态 相应于一定宏观条件下 最大的状态。
结论
Ω平 Ωmax
1）平衡态对应与热力学概率最大的宏观状态。 2）如果初始时系统处于热力学概率不是最大的宏 观状态，则系统处于非平衡态，系统将向平衡态 过渡，最后达到平衡态。此时系统的热力学概率 最大。
第三章 热力学第二定律ppt课件
W1 nRT1lnVV12
Q1 W1 nR1TlnVV12
❖2 3，绝热可逆膨胀
W 2=D U 2=nC V,m?(T2 T1)
❖3 4，恒温可逆压缩 U2 = 0
W3
=
-
nRT2
lnV4 V3
Q2 =-W3=nRT2lnV V4 3
❖4 1，绝热可逆压缩
W 4=D U 4=nC V,m?(T1 T2)
.
(D) 熵与系统的微观状态数有关
6．在绝热条件下，迅速推动活塞压缩气筒内空气，此过程的熵变 (A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 无法确定 7．氢气进行不可逆循环 （A）ΔＵ＞０ (B) ΔＳ＝０ (C) ΔＳ＞０ (D) ΔＳ＜０ 8．一卡诺热机在两个不同温度之间的热源之间运转, 当工作物质为气体 时, 热机效率为42%, 若改用液体工作物质, 则其效率应当 （A）减少 (B) 增加 (C) 不变 (D) 无法判断 9. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程,则 (A) 可以从同一始态出发达到同一终态。 (B) 不可以达到同一终态。 (C) 不能确定以上A、B中哪一种正确。 (D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定。
ò D r H m $ ( T ) = D r H m $ ( 2 9 8 .1 5 K ) +T D r C p ,m d T 2 9 8 .1 5 K
.
引言
热力学第一定律即能量转化与守恒原理 违背热力学第一定律的变化与过程一定不能发生 不违背热力学第一定律的过程是否一定发生？
例1
1 H2(g)2O2(g)H2O(l)
4mol， 750K，
150KPa
dV=0
4mol， 50KPa，
超强高中物理竞赛讲义16热力学第二定律
假 想自 的动
传 热 装 置
等价于
卡诺热机
低温热源
低温热源 （但实际上是不可能的）
凡例 热力学第二定律不但在两种表述上是等价的，而且它在
表明一切与热现象有关的实际宏观过程的不可逆性方面也是 等价的。历史上的两种表述只是一种代表性的表述。
用热力学第二定律证明绝热线与等温线不能相交于两点
若
图上绝热线与等温线相交于两点，
具体分析如下：
续上
A
B
A
B
1
1/16
4
4/16
6
6/16
共 16 种微观态
5 种宏观态
4
4/16
1
1/16
A
B
A
B
共 16 种微观态 5 种宏观态
续上 四个分子都集中到A（或B）的
那种宏观态出现的概率最小。
1
1/16 实际热现象中的分子数 很大，
4
4/16
1mol气体中 6.02 1023 个，
的不可逆性，都可以用热力学概率的概念来解释。
一切孤立系统内部所发生的过程，总 是由概率小（包含微观态数目少）的宏观 态向概率大（包含微观态数目多）的宏观 态方向进行的。
请在放映状态堂下上点击小你认议为是对的答案
判断下列说法中哪一种是不正确的 （1）可逆过程一定是准静过程；
（2）准静过程一定是可逆过程；
（2）准静过程一定是可逆过程；
（3）不可逆过程一定找不到另一个过 程使系统和外界完全复原； （4）非准静过程一定是不可逆过程。
性。
企图制造单一热源且
% 的热机称为第二类永动机。
它并不违背热力学第一定律，但违背热力学第二定律。
开尔文另一表述为：第二类永动机是不可能造成的。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
求两液体具有相同饱和蒸汽压时的温度。
4mol单原子理想气体从始态750K， 150 Kpa，先恒容冷却使压力降低至50 Kpa， 再恒温可逆压缩至100 Kpa。 求整个过程的Q，W，⊿U，⊿H， ⊿S。
1mol 理想气体从300K ,100kPa下等压加热到600K， 求此过程的Q、W－1· mol－1， Cp,m=30.00 J· K －1 · mol－1。
三、ΔS、ΔA、ΔG的计算 1．ΔS的计算(重点) (1)理想气体pVT过程的计算 dS=dQr / T =(dU-dWr)/T =(nCV，mdT+pdV)/T (状态函数与路径无关，理想气体：p=nRT/V) 积分结果： ΔS = nCV，mln(T2/T1) + nRln(V2/V1) = nCp，mln(T2/T1) + nRln(p1/p2) (Cp，m = CV，m +R) 特例：恒温过程： ΔS = nRln(V2/V1) 恒容过程： ΔS =nCV,mln(T2/T1) 恒压过程： ΔS =nCp,mln(T2/T1)
8．恒温可逆过程：W = Δ T A， 恒温恒容可逆过程：W ' = Δ 恒温恒压可逆过程：W ' = Δ
A， T，p G
T,V
9. 热力学基本方程(封闭系统，W '=0,不需要可逆) 关键式： dU =T dS-pdV dU =δQr +δWr ，可逆过程：δQr = T dS，δWr =- p dV 重点掌握： dG = -SdT + V dp 恒压下： dG= -SdT 和恒温： dG= Vdp 。 10. 克拉佩龙方程与克-克方程：纯物质相变α→β 的蒸气压p与T的关系 (1)克拉佩龙方程：任意相变 dp/dT = ΔHm / (T ΔV m) (2)克劳修斯-克拉佩龙方程：一相为气相且认为是理想气体； 凝聚相为固相或液相的体积忽略， ΔHm 近似与温度无关， 则: ln (p2/p1)= ΔHm (T2-T1) / RT1T2
7 R 。由始态 100KPa,50dm3 ，先 2 恒容加热使压力升高至 200 KPa ，再恒压冷却使体积缩小 至 25dm3 。
2 mol 某理想气体， C p ,m
求整个过程的 W , Q, U , H , S , A和G。
水和氯仿在101.325Kpa下正常沸点分别为 100℃和61.5 ℃ ， 摩尔蒸发焓分别为
(2) 相变过程：可逆相变 ΔS =Δ H/T ； 非可逆相变 需设计路径计算 (3) 标准摩尔反应熵的计算 Δ rSmθ = ∑ vB Smθ (B，T) 2．Δ G的计算 (1) 平衡相变或反应达到平衡：Δ G=0 (2) 恒温过程：ΔG=Δ H-TΔS (3) 非恒温过程：Δ G=Δ H- ΔT S =Δ H -(T 2S2-T1S1) 注：题目若要计算Δ G，一般是恒温过程；若不是恒温， 题目必然会给出绝对熵。
过冷水凝结成同温度的冰，则过程中应( ) (A) ΔS系>0 (B) ΔS系=0 (C) [ΔS系+ΔS环]>0 (D) [ΔS系+ΔS环]<0
在__________________的条件下， 可使用ΔG≤0来判断一个过程是否可逆。 克拉佩龙方程是（ ），其使用条件为 （ ）, 克-克方程为（ ），其使用 条件为（ ）。 热力学基本方程之一dG=( 使用条件是 ( ) ),
可逆
克劳修斯 不等式：
dS≥ dQ / T
不可逆
可逆
3．熵的定义式：dS = δQr / T 4．亥姆霍兹函数定义式： A=U-TS 5．吉布斯函数定义式：G=H-TS，G=A+pV 6．热力学第三定律：S*(0K，完美晶体)= 0 7．过程方向的判据：
(1) Δ S(隔离)>0，自发(不可逆)； Δ S(隔离)=0，平衡(可逆)。 （2）恒T、恒p、W ’=0过程(最常用)： dG<0，自发(不可逆)；dG=0，平衡(可逆)。 (3) 恒T、恒V、W ’=0过程： dA<0，自发(不可逆)； dA=0，平衡(可逆)。
练习题
在隔离体系中平衡状态的熵值最大。 工作于相同的二个热源之间的所有可逆热机的 热功转换效率相等。 -5℃过冷水在等温等压下凝固成冰，其系统的熵变大于 零 克-克方程可适用于单组份两相体系。
将100℃、101.325 kPa的1 mol水置于密闭真空 容器中，蒸发为同温同压下的水蒸气，过程 的下列各量何者等于零？（ ） AG； B. H； C. S(系)； D. S(环) 克拉佩隆-克劳修斯方程对于下述情况适用的是 （ ）： A水在25℃、101.325 kPa下在空气中的蒸发； B水在其沸点时的液-气平衡； C水在其冰点时的固-液相平衡； D水在三相点处的三相平衡
第 三 章 热力学第二定律
一、重要概念 卡诺循环，热机效率，热力学第二定律,克劳修斯不等式 熵，规定熵，标准熵，标准摩尔反应熵，亥姆霍兹函数 ，吉布斯函数 二、主要公式与定义式 1. 可逆热机效率：η = -W / Q1 =(Q1+Q2)/ Q1 = 1 - T2 / T1 (T2 , T1 分别为低温，高温热源) 2．卡诺定理：任何循环的热温熵小于或等于0 Q1 / T1 + Q2 / T2 ≤0 不可逆