热力学第二定律小结

nRT ln V1 V2
Wr
计算题：
4.1mol 单原子理想气体从（22.4dm3、273K、S=20JK-1）
→(2atm,303K),计算△U、△H、ΔS、△G。
解：U

CV ,m T2
Leabharlann Baidu T1

3 2
R303
273

376.6J

H

C p,m T2

T1
A U T2S2 T1S1
恒温时
A U TS V2 pdV V1
理想气体恒温时A V2 nRT nRT ln V1 nRT ln p2
V V1
V2
p1
自发
dAT ,V 0
or
AT ,V 0
平衡
2. 吉布斯函数G
G H TS
solution at constant T and p.
计算题：
1.求理想气体从（T1、V1）→（T2、V2）变化过程的熵变， 设此变化过程中无相变。
2.在大的室内空气保持着 294K，户外空气温度为 250K， 在一小时内有 1210kJ 热量从墙壁向外传递，求
（a）室内空气的熵变； （b）室外空气的熵变； （c）室内室外空气的总熵变。此热量传递过程是否自发？
5 2
R303
273

626.6J

S
CV ,m ln
T2 T1
R ln V2 V1
3.515 J
K 1
G H T2S2 T1S1 H T2 S1 S T1S1
1093J
S环境
Q实际 T环境
Q系统 T环境
S系统
B Qr
AT
B dU pdV AT
s, l : S B nCp,mdT B nCV ,mdT
AT
AT
ig :
S
T2 nCV ,mdT
T1
T

V2 V1
nR V

(CV ,m恒定)nCV ,m

G p
T
V
则dGT Vdp
A
p
V T
则dAT pdV
以上各式只适用于量及组成确定， 除体积功外无其它功的封闭系统。
G S T p
思考题：
思考题：
2.For each of the following processes,state which of the quantities,△U、△H、△S、△A and △G are equal to zero for system specified. (1) A nonideal gas is taken around a connot cycle (2) Liquid water is vaporized at 373K and 101.325kPa. (3) H2 and O2 react to form H2O in a thermally isolated bomb. (4) HCl and NaOH react to form H2O and NaCl in an aqueous
ln
T2 T1
nR ln V2 V1

C p,m恒定
nC p,m
ln
T2 T1
nR ln
p2 p1
nCV ,m ln
p2 p1

nC
p,m
ln
V2 V1
相变熵
可逆相变化 △S=△H相变/T
不可逆相变：设计一可逆过程，其 中一关键步骤使相变在某一平衡温 度和平衡压力下进行。
二、热力学第三定律
第二章 热力学第二定律小结
本章分为四部分内容
一、热力学第二定律
1.熵
dS Qr
T
SB SA S
B Qr
AT
第二章 热力学第二定律小结
2. 热力学第二定律—Clausius不等式
S AB
B A
Q 0
T
ir r
3. 熵增原理
ir
S绝热 0 r
S隔离 S系统 S环境 0
G H TS H T2 S2 T1S1
恒温时 G H T S p2 Vdp p1
理想气体恒温时则又=nRT ln p2 p1
四、热力学基本方程
dU TdS pdV , dH TdS Vdp, dA pdV SdT, dG Vdp SdT
计算题：
3.1mol 理想气体从 V1 等温变化到 V2， 求氦姆霍兹函数变。
A p V T
则dAT pdV
A V2 pdV V2 nRTdV nRT ln V1
V1
V1
V
V2
A U TS 0 T nR ln V2 V1
1.热力学第三定律：S（0）=0 2.标准摩尔熵
S

m
T

T2 C p,mdT T1 T
T2 T1
C p,md
ln
T
注意：0～TK区间内无相变，有相变时须分段
3. r Sm BSm B,T
B
三、氦姆霍兹函数A和吉布斯函数G
1.氦姆霍兹函数A
A U TS