南京大学：《物理化学 Physical Chemistry》课程教学资源（PPT电子教案课件）第二章 热力学第二定律

物理化学电子教案第二章 热学能巴 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 Secons as of hiearmmodsymatmics 4上一内容下一内容令回主目录 返回 2021/2/24

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/24 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热力学第二定律的本质和熵的统计意义 2.8亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 上一内容下一内容回主目录 返回 2021/2/24

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/24 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 热力学第二定律的本质和熵的统计意义 2.8 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能

第二章热力学第二定律 29变化的方向和平衡条件 2.10△G的计算示例 2.11几个热力学函数间的关系 2.12克拉贝龙方程 213热力学第三定律与规定熵 4上一内容下一内容令回主目录 返回 2021/2/24

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/24 第二章 热力学第二定律 2.9 变化的方向和平衡条件 2.10 G的计算示例 2.11 几个热力学函数间的关系 2.12 克拉贝龙方程 2.13 热力学第三定律与规定熵

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。 4上一内容下一内容令回主目录 返回 2021/2/24

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/24 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

22热力学第二定律( The Second Law of Thermodynamics 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。 4上一内容下一内容◇回主目录 返回 2021/2/24

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/24 2.2 热力学第二定律（The Second Law of Thermodynamics） 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

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 4上一内容下一内容令回主目录 返回 2021/2/24

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/24 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 高温存储器 NL. S Carnot(1796~1832)设计 了一个循环,以理想气体为 On 工作物质,从高温(热源吸热机 收g的热量,一部分通过理 想热机用来对外做功W,另 部分Q的热量放给低温(T)热 低温存储器 源。这种循环称为卡诺循环。 卡诺循环 4上一内容下一内容◇回主目录 返回 2021/2/24

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/24 卡诺循环（Carnot cycle） 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) lmol理想气体的卡诺循环在p图上可以分为四步 过程1:等温(Tn)可逆膨胀由PV到P2V2(A→>B) △U,=0 1=-nP W T I 听作功如AB曲线下的面积所示。 A(p1 V1) B(pva) 卡诺循环第一步 4上一内容下一内容令回主目录 返回 2021/2/24

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/24 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) A(pVi Q B(pva) 卡诺循环第一步 4上一内容下一内容◇回主目录 返回 2021/224

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/24 卡诺循环（Carnot cycle）

卡诺循环( Carnot cycle) 过程2:绝热可逆膨胀由p到p2V3T(B→C) O,=0 W,=AU2 JTI,m dT 所作功如BC曲线下的面积所示。 A(p: V1) B(pave C(pa va 卡诺循环第二步 4上一内容下一内容◇回主目录 返回 2021/2/24

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/24 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