南京大学：《物理化学》课程教材电子教案（PPT教学课件，第五版）第03章 热力学第二定律

第三章 热力学第二定律 克劳修斯 不可能把热从低温 物体传到高温物体， 而不引起其它变化 The Second Law of Termodynanics 2025/1/12

2025/1/12 不可能把热从低温 物体传到高温物体， 而不引起其它变化 第三章 克劳修斯

热力学第二定律 基本内容 3.1自发变化的共同特征—不可逆性 3.2热力学第二定律 3.3卡诺定理 3.4熵的概念 3.5克劳修斯不等式与熵增加原理 3.6热力学基本方程与T-S图 3.7熵变的计算 2025/1112

2025/1/12 基本内容 3.1 自发变化的共同特征——不可逆性 3.2 热力学第二定律 3.3 卡诺定理 3.4 熵的概念 3.5 克劳修斯不等式与熵增加原理 3.6 热力学基本方程与T-S图 3.7 熵变的计算

热力学第二定律 基本内容 3.8 熵和能量退降 3.9 热力学第二定律的本质和熵的统计意义 3.10亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 3.11变化的方向和平衡条件 3.12 △G的计算示例 3.13几个热力学函数间的关系 3.14热力学第三定律与规定熵 2025/1/12

2025/1/12 基本内容 3.8 熵和能量退降 3.9 热力学第二定律的本质和熵的统计意义 3.10 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 3.11 变化的方向和平衡条件 3.12 G的计算示例 3.13 几个热力学函数间的关系 3.14 热力学第三定律与规定熵

3.1自发变化的共同特征一不可逆性 本节主要介绍两个内容： 一 自发变化？ 二、举例说明自发变化的共同特征 不可逆性 2025/1112

2025/1/12 3.1 自发变化的共同特征—不可逆性 二、举例说明自发变化的共同特征 -不可逆性 一、自发变化？ 本节主要介绍两个内容:

3.1自发变化的共同特征一不可逆性 自发变化？ 某种变化有自动发生的趋势，一旦发生就无需借助 外力，可以自动进行，这种变化称为自发变化。 自发变化的共同特征一不可逆性任何自发变化 的逆过程是不能自动进行的。例如： (①)焦耳热功当量中功自动转变成热； 在焦耳的热功当量实验中，重物下降带动搅拌 器，量热器中的水被搅动，从而使水温上升。它 的逆过程即水的温度自动降低而重物自动举起不 可能自动实现 2025/1/12

2025/1/12 3.1 自发变化的共同特征—不可逆性 自发变化？ 某种变化有自动发生的趋势，一旦发生就无需借助 外力，可以自动进行，这种变化称为自发变化。 自发变化的共同特征—不可逆性 任何自发变化 的逆过程是不能自动进行的。例如： (1) 焦耳热功当量中功自动转变成热； 在焦耳的热功当量实验中，重物下降带动搅拌 器，量热器中的水被搅动，从而使水温上升。它 的逆过程即水的温度自动降低而重物自动举起不 可能自动实现

3.1自发变化的共同特征一不可逆性 二自发变化的不可逆性 000 (2) 气体向真空膨胀； 逆过程气体的压缩过程不会自动进行 3) 热量从高温物体传入低温物体； (4) 浓度不等的溶液混合均匀； (5) 锌片与硫酸铜的置换反应等， 它们的逆过程都不能自动进行。当借助外力，体 系恢复原状后，会给环境留下不可磨灭的影响。 2025/1112

2025/1/12 3.1 自发变化的共同特征—不可逆性 (2) 气体向真空膨胀； 自发变化的不可逆性 逆过程气体的压缩过程不会自动进行 (3) 热量从高温物体传入低温物体； (4) 浓度不等的溶液混合均匀； (5) 锌片与硫酸铜的置换反应等， 它们的逆过程都不能自动进行。当借助外力，体 系恢复原状后，会给环境留下不可磨灭的影响

3.2热力学第二定律的表述 本节主要介绍 1、克劳修斯(Clausius)的说法 2、开尔文(Kelvin)的说法 3、第二类永动机 2025/1/12

2025/1/12 3.2 热力学第二定律的表述 1、克劳修斯（Clausius）的说法 2、开尔文（Kelvin）的说法 本节主要介绍: 3、第二类永动机

3.2热力学第二定律的表述 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(Kvi)的说法：“不可能从单一热源取 出热使之完全变为功，而不发生其它的变化。”后 来被奥斯特瓦德(Ostward)表述为：“第二类永动机 是不可能造成的”。 第二类永动机：从单一热源吸热使之完 全变为功而不留下任何影响。 各种说法完全等价，是人类经验的总结。 2025/1112

2025/1/12 3.2 热力学第二定律的表述 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，而不发生其它的变化。” 后 来被奥斯特瓦德(Ostward)表述为：“第二类永动机 是不可能造成的” 。 第二类永动机：从单一热源吸热使之完 全变为功而不留下任何影响。 各种说法完全等价，是人类经验的总结

3.2热力学第二定律 注意 ()并非热不能从低温物体传给高温物体，而是不产生其 它变化，如致冷机需要消耗电能。 (2)不能简单理解开尔文说法为： 热 部分功 全立取 ▣ 如理想气体等温膨胀，△U=0,一Q=W,即热全部变为功 但气体体积变大了。不引起其它变化的条件下，热不能全 部转化为功。 (3)第二类永动机：一种能够从单 一热源吸热，并将所吸收的热全部 变为功而无其它影响的机器，那是 第二类永动机 不可能造成的。 2025/1/12

2025/1/12 3.2 热力学第二定律 注 意 如理想气体等温膨胀，U = 0，-Q = W，即热全部变为功 但气体体积变大了。不引起其它变化的条件下，热不能全 部转化为功。 (3) 第二类永动机：一种能够从单 一热源吸热，并将所吸收的热全部 变为功而无其它影响的机器，那是 不可能造成的。 热 功 全部 部分 (1) 并非热不能从低温物体传给高温物体，而是不产生其 它变化，如致冷机需要消耗电能。 (2) 不能简单理解开尔文说法为：

3.3卡诺定理 本节主要介绍： 1、卡诺定理 2、卡诺定理推论 3、卡诺定理的意义 4、卡诺定理的证明 5、卡诺定理推论的证明 2025/1112

2025/1/12 3.3 卡诺定理 1、卡诺定理 2、卡诺定理推论 3、卡诺定理的意义 4、卡诺定理的证明 5、卡诺定理推论的证明 本节主要介绍: