热力学第二定律 概念及公式总结

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(2)等温、等压可逆相变:
I :在标准压力下,任何物质之间的熔沸点之间的相变为可逆相变;
II :任意温度下,饱和蒸气压下的相变为可逆相变
(3)理想气体等温、等压混合过程:
八、 熵和能量退降(系统中能量的一部分失去了做功的能力)
1.热和功即使数量相等,但“质量”不等,功是“高质量”的能量;
2.高温热源的热与低温热源的热,即使数量相同,但“质量”相同
三、卡诺定理(在相同高温热源和低温热源之间工作的热机)
(不可逆热机的效率小于可逆热机)
所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆机,其热机效率都相同,且与工作物质无关
四、熵的概念
1.在卡诺循环中,得到热效应与温度的商值加和等于零:
任意可逆过程的热温商的值决定于始终状态,而与可逆途径无关
热温商具有状态函数的性质 :周而复始 数值还原
(3)只有可逆过程的热温商之和等于熵变
(4)可逆过程热温商不是熵,只是过程中熵函数变化值的度量
(5)可用克劳修斯不等式来判别过程的可逆性
(6)在绝热过程中,若过程是可逆的,则系统的熵不变
(7)在任何一个隔离系统中,若进行了不可逆过程,系统的熵就要增大,所以在隔离系统中,一切能自动进行的过程都引起熵的增大。若系统已处于平衡状态,则其中的任何过程一定是可逆的。
九、赫姆霍兹自由能和吉布斯自由能:
1.赫姆霍兹自由能:
若系统的初始与终了的温度与环境的温度相等,则有:
定义 :
(在等温过程中,一个封闭系统所能做的最大功等于其赫姆霍兹自由能的减少)
若系统在等温、等容且无其它功的情况下,
在等温等压的条件下,一个封闭系统所能做的最大非膨胀功等于其吉布斯自由能的减少
十、变化的方向与平衡条件
6.熵增加原理:
7.隔离系统中有:源自文库【根据熵增加原理知,若从体系的熵值变化量判断过程一定是自发过程,那么该过程一定是隔离系统】
六、热力学基本方程式与T-S图
1.热力学基本方程:
2.根据热二定律基本方程得: 可逆过程中有
3.绝热可逆过程:
七、 熵变的计算
1.等温过程中熵的变化值:
(1)理想气体等温可逆变化: 、 、
1.熵判据: (隔离、绝热)
2.赫姆霍兹自由能判据:
3.吉布斯自由能判据:
从物理学概念,对任意一个循环过程,若一个物理量的改变值的总和为0,则该物理量为状态函数
2.热温商:热量与温度的商
3. 熵:热力学状态函数 熵的变化值可用可逆过程的热温商值来衡量 (数值上相等)
4. 熵的性质:
(1)熵是状态函数,是体系自身的性质是系统的状态函数,是容量性质
(2)熵是一个广度性质的函数,总的熵的变化量等于各部分熵的变化量之和
2.文字表述:
第二类永动机是不可能造成的(单一热源吸热,并将所吸收的热完全转化为功)
功 热 【功完全转化为热,热不完全转化为功】
(无条件,无痕迹,不引起环境的改变)可逆性:系统和环境同时复原
3.自发过程:(无需依靠消耗环境的作用就能自动进行的过程)
特征:(1)自发过程单方面趋于平衡;(2)均不可逆性;(3)对环境做功,可从自发过程获得可用功
五、克劳修斯不等式与熵增加原理
不可逆过程中,熵的变化量大于热温商
1.某一过程发生后,体系的热温商小于过程的熵变,过程有可能进行不可逆过程
2.某一过程发生后,热温商等于熵变,则该过程是可逆过程
3.热温商大于熵变的过程是不可能发生的
4.热力学第二定律的数学表达式:
5. 隔离系统中, (一个隔离系统的熵永不减少)
热力学第二定律
一、自发反应-不可逆性(自发反应乃是热力学的不可逆过程)
一个自发反应发生之后,不可能使系统和环境都恢复到原来的状态而不留下任何影响,也就是说自发反应是有方向性的,是不可逆的。
二、热力学第二定律
1.热力学的两种说法:
Clausius:不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起其它变化
Kelvin: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
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