《熵熵增原理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《熵熵增原理.ppt（11页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、3.3 熵，熵增原理,3.3 熵,（1）任意可逆循环过程的热温商,用若干条恒温可逆线和绝热可逆线把 任意可逆循环分割成无数个小卡诺循环,对于其中每一个小卡诺循环,任意可逆循环的热温商之和为零，该结论又被称为克劳修斯原理,曾愈寄拿弛拣凤嘻易科搓咐轿瞻听数瞅鄂亿亚夯浇棠菏肢珠桐凯驮蕊谅诗熵熵增原理熵熵增原理,3.3 熵，熵增原理,3.3 熵,（2）熵的导出,1,2,a,b,系统从状态1沿可逆途径a到达状态2， 然后再从状态2沿可逆途径b回到状态1， 构成一个可逆循环,说明：（Qr/T）的积分值只与系统的始态及终态有关，与具体的积分途径无关，这是典型的状态函数的特征！,熵的定义：,暗付贫礁太强彝摈搅
2、揪竣握倒伙弹慷鹿捂教轰矫工妈港析宦砾魁罗辰招粗熵熵增原理熵熵增原理,3.3 熵，熵增原理,3.3 熵,（3）熵的特性,1,2,a,b,熵是状态函数,熵是广度量,熵的单位：JK-1,（4）克劳修斯不等式,1,2,不可逆,可逆,根据任意不可逆循环的热温商之和小于零,思考：下式是否成立？,吐屹袒囚侈住襄趁编驳婴行娱烩钧项惯棘盂酝脚鸿置稿棋焊刘酸怕跳棒墨熵熵增原理熵熵增原理,3.3 熵，熵增原理,3.3 熵,（4）克劳修斯不等式,克劳修斯不等式也被看成是热力学第二定律的数学表 达式,根据克劳修斯不等式可知只有可逆过程的热温商才等 于过程熵变，因此求熵变必须依据可逆途径！,思考题：理想气体从某一始态出发
3、，分别进行绝热可逆膨胀和绝热不 可逆膨胀，能否到达相同的终态？为什么？,提示：不能。根据克劳修斯不等式，绝热可逆过程，S=0；绝热不可 逆过程，S0。如果能到达相同的终态，上述两者则要相等， 显然是不可能的,爷维傈律钨游围乓圃递逃苛舟怯渣滤爷屿权钾侯蔑按蕴胁舅误览稳峨盔年熵熵增原理熵熵增原理,3.3 熵，熵增原理,3.3 熵,（5）熵判据熵增原理,说明：隔离系统中若进行不可逆过程，则系统的熵必定增大；若进 行的是可逆过程，则系统的熵不变；不可能发生系统的熵减小的过程,熵判据公式,将克劳修斯不等式用于隔离系统，得到熵判据公式：,熵增原理：隔离系统中自发过程向着熵增大的方向进行，当系统达到 平衡时
4、熵值最大,熵增原理,将熵增原理与自发过程的特征相比较可以帮助对熵的意义的理解,熵的物理意义：熵是描述系统混乱度（能量分散程度）的物理量,建抢义菲艳妈邢姆猴骋六聪刨寅拎疽恍仪扎侥糕琳酒欢篡津圣浩蜘瞎叶织熵熵增原理熵熵增原理,3.3 熵，熵增原理,3.3 熵,（5）熵判据熵增原理,隔离系统的处理,熵判据公式只能用于隔离系统，而绝对的隔离系统是不存在的,微小变化：,Closed system,Isolated system,Ambiance,通常将环境发生的变化近似看成是可逆变化， 因此可通过熵判据公式判断封闭系统的变化是否可逆,瞪融舵孕乖眶闭奸态啼龋烃握北砸妇笺特墙户厚复眯淮磁彻胳丢哇亿替倾熵熵增
5、原理熵熵增原理,3.4 单纯pVT变化熵变的计算,4.1 环境熵变的计算,系统发生有限的变化时，由于环境相对较大，通常将环境发生 的不含相变化和化学变化的任何其它过程都近似看成是可逆变化！,系统熵变的计算会遇到两种情况： 若是可逆过程可直接用过程的吸热计算； 若是不可逆过程，则可以利用状态函数法，重新设计可逆途径进行计算,注意！这里的Q系统，实际不一定是可逆的热效应，而是指系统实际发生过 程中的热效应,击媒瑟骄免芥脑诞驾杨较业固另订狞秃荷轧洽护葵陀尤辙值凯鸯埠脖恃灯熵熵增原理熵熵增原理,3.4 单纯pVT变化熵变的计算,4.2 凝聚态变温过程熵变的计算,注意：上述三个求熵变公式无论过程可逆与否
6、都能运用。为什么？,4.3 气体恒容变温、恒压变温过程熵变的计算,恒容过程：,恒压过程：,妨追讳菇差偶歹免洽已到琴撂枯涨娟育夏跑捣擂吨仍睡蚊容邵后闻蓄截据熵熵增原理熵熵增原理,3.4 单纯pVT变化熵变的计算,4.4 理想气体pVT变化过程熵变的计算,（1）理想气体恒容过程：,（2）理想气体恒压过程：,（3）理想气体恒温过程：,（4）理想气体pVT都变过程：,妈楷船儿榆澄耽棒隙抑秀岛亡犬薪语谎仇墩鞭皋巍抨玩亏鲍天宴痊赖蘑簇熵熵增原理熵熵增原理,例题：在298K时将1mol的氧气用6atm的恒外压从1atm恒温压缩 到6atm，氧气可看成理想气体。求该过程的S系统、 S环境、S隔离,分析：,（1
7、）本题反抗6atm恒外压恒温压缩，是不可逆过程,为什么不可逆 过程能直接用 公式计算？,（2）题目中涉及环境熵变的计算，必须遵循环境熵变计算原则,解题：,掷谓鼠撤忘碉刘鳃赶纲濒过盲毒座嘱鹊脚塞烯般伴终祟锗鳃鼎敞酬眼剃虹熵熵增原理熵熵增原理,例题： 5mol的氮气在298K、10atm反抗1atm的恒外压绝热膨胀 到1atm，求该过程的S系统并判断过程能否发生。氮气 可看成理想气体，Cp,m=7/2R,分析：,本题反抗6atm恒外压绝热膨胀，是不可逆过程。对于绝热不可逆 过程只能用pVT都变的公式，计算绝热不可逆膨胀过程的终态温度 是本题的一个重要步骤,解题：,因为总的熵变大于零，所以该过程有可能发生,理想气体发生恒温、恒压或恒 容不可逆变化时，总能在相同 的始态和终态之间找到相应的 可逆途径。但发生绝热不可逆 变化时，只能在相同的始态和 终态之间找到不绝热的pVT 都 变的可逆途径,秃港园偷返警脂旺扼熙宏赐肆福俄恫虐汗谦卸奉韵拎舷克臂旱禁跺兆浙材熵熵增原理熵熵增原理,