《物理化学》课程电子教案（PPT教学课件）第02章 热力学第二定律

物理化学电子教案一第二章 热力学第二定律 不可能把热从低温 物体传到高温物体， 而不引起其它变化 上一内容 下一内容 ◇回主目录 2025/5/13

上一内容 下一内容 回主目录 2025/5/13 不可能把热从低温 物体传到高温物体， 而不引起其它变化 物理化学电子教案—第二章

第二章 热力学第二定律 2.1 自发变化的共同特征 2.2 热力学第二定律 2.3 卡诺循环与卡诺定理 2.4 熵的概念 2.5 克劳修斯不等式与熵增加原理 2.6 熵变的计算 2.7 热力学第三定律 2.8 热力学第二定律的本质和熵的统计意义 上一内容 下一内容 ◇回主目录 2025/5/13

上一内容 下一内容 回主目录 2025/5/13 第二章 热力学第二定律 2.1 自发变化的共同特征 2.2 热力学第二定律 2.3 卡诺循环与卡诺定理 2.4 熵的概念 2.5 克劳修斯不等式与熵增加原理 2.6 熵变的计算 2.7 热力学第三定律 2.8 热力学第二定律的本质和熵的统计意义

第二章 热力学第二定律 2.9亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 2.10 △G的计算示例 2.11 几个热力学函数间的关系 2.12 温度和压力对吉布斯自由能的影响 2.13 克拉贝龙方程 2.14 辅导答疑 4上一内容 下一内容 ◇回主目录 2025/5/13

上一内容 下一内容 回主目录 2025/5/13 第二章 热力学第二定律 2.9 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 2.11 几个热力学函数间的关系 2.13 克拉贝龙方程 2.10 G的计算示例 2.12 温度和压力对吉布斯自由能的影响 2.14 辅导答疑

2.1 自发变化的共同特征 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； (2) 气体向真空膨胀； (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。 上一内容 下一内容 ◇回主目录 2025/5/13

上一内容 下一内容 回主目录 2025/5/13 2.1 自发变化的共同特征 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； (2) 气体向真空膨胀； (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

2.2热力学第二定律(The Second Law of Thermodynamics). Clausius（克劳修斯)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。” Kelvin(开尔文)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。”后来 被Ostward(奥斯特瓦德)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。 上一内容 下一内容 ◇回主目录 2025/5/13

上一内容 下一内容 回主目录 2025/5/13 2.2 热力学第二定律（The Second Law of Thermodynamics） Clausius（克劳修斯）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。” Kelvin（开尔文）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。” 后来 被Ostward (奥斯特瓦德)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

2.3卡诺循环与卡诺定理 卡诺循环 ·热机效率 ·冷冻系数 ●卡诺定理 上一内容 下一内容 ◇回主目录 2025/5/13

上一内容 下一内容 回主目录 2025/5/13 2．3 卡诺循环与卡诺定理 •卡诺循环 •热机效率 •冷冻系数 •卡诺定理

卡诺循环(Carnot cycle) 1824年，法国工程师 T高温存储器 N.L.S.Carnot(1796~1832)设计 了一个循环，以理想气体为 工作物质，从高温（红热源吸 热机 收Q,的热量，一部分通过理 想热机用来对外做功W,另一 部分Q的热量放给低温（工）热 T 低温存储器 源。这种循环称为卡诺循环。 卡诺循环 上一内容 下一内容 ◇回主目录 2025/5/13

上一内容 下一内容 回主目录 2025/5/13 卡诺循环（Carnot cycle） Th W Tc Qh Qc 1824 年，法国工程师 N.L.S.Carnot (1796~1832)设计 了一个循环，以理想气体为 工作物质，从高温 热源吸 收 的热量，一部分通过理 想热机用来对外做功W，另一 部分 的热量放给低温 热 源。这种循环称为卡诺循环。 ( ) Th Qh Qc ( ) Tc N.L.S.Carnot

卡诺循环 (Carnot cycle) 1mol理想气体的卡诺循环在pV图上可以分为四步： 过程1：等温(T)可逆膨胀由p,到p,',(A→B) △U,=0 W =-nRTi In A(p1) V B(p2V2) 9=-W 所作功如AB曲线下的面积所示。 卡诺循环第一步 上一内容 下一内容 ◇回主目录 2025/5/13

上一内容 下一内容 回主目录 2025/5/13 卡诺循环（Carnot cycle） 1mol 理想气体的卡诺循环在pV图上可以分为四步： 过程1：等温 ( ) Th 可逆膨胀由 p1 V1 到 (A B) p2 V2 → U1 = 0 2 1 h 1 lnV W nRT V = − 所作功如AB曲线下的面积所示。 Q W h 1 = −

卡诺循环(Carnot cycle) p A(piVi) B(p2V2) 卡诺循环第一步 上一内容 下一内容 ◇回主目录 2025/5/13

上一内容 下一内容 回主目录 2025/5/13 卡诺循环（Carnot cycle）

卡诺循环(Carnot cycle) 过程2：绝热可逆膨胀由p,',I到P,WT(B→C) 92=0 p个N A(p1) 形，=AU,=Cdr B(p2V2) 所作功如BC曲线下 C(paVs) 的面积所示。 >V 卡诺循环第二步 上一内容 下一内容 ◇回主目录 2025/5/13

上一内容 下一内容 回主目录 2025/5/13 卡诺循环（Carnot cycle） 过程2：绝热可逆膨胀由 p V T 2 2 h 到 3 3 c p V T (B C) → Q2 = 0 c h 2 2 ,md T V T W U C T =  =  所作功如BC曲线下 的面积所示