热力学第二定律复习文稿市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,热力学第二定律,第1页,第1页,知识梳理,：,1、自发过程：在自然条件下能够发生过程（注：自发过程为非可逆过程）,2、热力学第二定律（dS,Q/T,不可逆,可逆,）,：,克劳修斯说法：热不能自动从低温物体传给高温物体而不产生其它改变,开尔文说法：不也许从单一热源吸热使之所有对外做功而不产生其它改变,3、热机：Q,1,=-W-Q,2,4、卡诺循环：由恒温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、恒温可逆压缩、绝热可逆,压缩构成循环,5、卡诺定理：在两个不同温度热源之间工作全部热机，以可逆热机,效率最大即,i,Y,第2页,第2页,6、熵定义（单位 J/K）:dS=,Q,r,/T,7、亥姆霍兹函数定义:A=U-TS,8、吉布斯函数定义：G=H-TS,9、熵物理意义：熵与系统无序度相关，系统无序度增长,时，熵即增,加。因而，熵可当作是系统无序度量度。,10、熵增原理：绝热过程中熵不也许减少，另一个说法是隔离系统熵,不也许减少。即,S 0,11、熵判据:,S,iso,=S,sys,+S,amb,0,自发,平衡,（由系统与环境构成隔离系统）,12、亥姆霍兹函数判据：,A,T,V,0,自发,平衡,（恒温、恒容，W,/,=0、封闭系统）,第3页,第3页,13、吉布斯函数判据：,G,T,P,0,自发,平衡,（恒温、恒容，W,/,=0、封闭系统）,14、热力学第三定律：S,*,(0K,完美晶体)=0,15、热力学基本方程：dU=TdS-TdV,dH=TdS,+Vdp,dA=-SdT-pdV,dG=-SdT+Vdp,16、克拉佩龙方程：dT/dp=T,V,m,/,H,m,(适应于纯物质任何两项平衡),克-克方程 dlnp/dT=,g,l,H,m,/RT,2,当,1,、凝聚相与蒸汽相之间相平衡,2,、凝聚相得体积忽略不计,3、蒸汽相当作抱负气体,第4页,第4页,计算：,1、热机效率：,=-W,/Q,1,卡诺循环,=1-T,2,/T,1,=,r,2、熵变计算（绝热可逆过程熵变为零）,系统熵变,单纯PVT改变过程,a、抱负气体：,S=nC,V,m,ln(T,2,/T,1,)+nRln(V,2,/V,1,),S=nC,p,m,ln(T,2,/T,1,)+nRln(p,1,/p,2,),S=nC,p,m,ln(V,2,/V,1,)+nC,v,m,ln(p,2,/p,1,),b、凝聚态：,S=nC,p,m,ln(T,2,/T,1,),第5页,第5页,相变过程,a、恒温可逆相变,S=n,H,m,/T,b、不可逆相变：要计算不可逆过程熵变需借助状态函数法，在不可逆,相变过程始末态间设计一包括可逆相变及单纯PVT下改变路径。,化学改变过程,a、298.15K下,rS,m,=,B,S,m,(B),b、,任意温度下,rS,m,=rS,m,(298.15K)+,T,298.15,r,C,p,m,/T dT,(,r,C,p,m,=V,B,C,p,m,(B),环境熵变,则,S,amb,=Q,amb,/T,amb,=-Q,sys,/T,amb,当系统与环境间发生有限量热互换时，整个热互换过程对环,境而言可当作是在恒温下可逆过程,第6页,第6页,3、,A及G计算,A=U-(TS),恒温,A=U-TS,G=H-(TS),恒温,G=H-TS,单纯PVT改变过程,a、抱负气体恒温过程：,A,T,=nRTln(V,1,/V,2,)=G,T,=nRTln(p,2,/p,1,),b、凝聚态恒温变压过程，当压力改变不大时，过程,A与G可近似看为零,相改变过程,可逆相变,G=0,化学改变过程,r,G,m,=,r,H,m,-T,r,S,m,第7页,第7页,4、克劳修斯克拉佩龙方程积分,不定积分：lnp=-glHm/RT +C(已知一系列不同温度下饱和蒸汽压,作lnp-1/T图，求斜率,),定积分：ln p,2,/p,1,=-,g,l,H,m,/R(1/T,2,-1/T,1,)(已知p,1、,p,2、,T,1、,T,2、,g,l,H,m,中四个求,三、习题,第五个量）,已知纯液体A在360K饱和蒸汽压为81.06kPa,在此条件下A（l）摩尔汽,化热为,vap,H,m,=40kJ/mol，C,p,m;A(l),=75JK,-1,mol,-1,C,p,m;,A(g)=(30+10,-2,T)J,K,-1,mol,-1,假定A(g)为抱负气体，试计算下列始末态间U,m，,H,m，,S,m,.,第8页,第8页,A(l,310K,81.06kPa),A(g,380K,50.66kPa),1mol A(l),T,1,=310K,p,1,=81.06kPa,1mol A(g),T,3,=T,2,p,3,=p,2,1mol A(g),T,4,=380K,p,4,=50.66kPa,1mol A(l),T,2,=360K,p,2,=p,1,恒压变温,可逆相变,变温变压,（1）,（2）,（3）,H,1,=nC,p,m;,A(l)T=1x75x(360-310)J=3750J,H,2,=n,vap,H,m,=40kJ/mol x 1mol=40kJ,第9页,第9页,H,3,=,T,4,T,3,H,m,=H,1,+H,2,+H,3,=(3750+40000+674)J=44.424kJ,U,m,=H,m,-(pV),m,=H,m,-(p,4,V,4,-p,3,V,3,)H,m,-nRT,=(44.424-1X8.314X380X10,-3,)=41.265kJ,S,2,=,vap,H,m,/T,2,=(40 x10,3,/360)J/K=111.11J/K,S,1,=nC,p,m;,A(l)ln(T,2,/T,1,),=1X75Xln(360/310)J/K=11.215J/K,nC,p,m,g,dT=30 x(380-360)J+2x(380),2,-(360),2,J=674J,S,3,=,T,4,T,3,nC,p,m,g,dT/T+nRln(p,3,/p,4,)=1x30 xln(380/360)+,1x10,-2,x(380-360)+1x8.314xln(81.06/50.66)J/K=5.73J/K,S,m,=S,1,+S,2,+S,3,=128.06J/K,第10页,第10页,