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1、李 志 辉 13986915727,物 理 化 学,2,本章内容,过程的可逆性与不可逆性 热机效率与卡诺定律 热力学第二定律 熵函数 亥姆赫兹函数 吉布斯函数 化学势 自发性判据,3,过程的可逆性与不可逆性 热机效率与卡诺定律 热力学第二定律 熵函数 亥姆赫兹函数 吉布斯函数 化学势 自发性判据,本章内容,过程的可逆性与不可逆性 热机效率与卡诺定律 热力学第二定律 熵函数 亥姆赫兹函数 吉布斯函数 化学势 自发性判据,热力学第二定律主要解决的问题 1.过程自发变化的方向 2.过程自发变化的限度,4,例,驱动力,h0,停止,停止时的驱动力,h0,h0,逆行过程,可行，外界做功,h0,h0,h0,
2、可行，外界做功,自动进行,不能自动进行,自发过程,非自发过程,过程具有不可逆性,5,一、自发过程及其不可逆性 自发过程 无环境影响下而能自动发生的过程 或 不需要外界做功能自动发生的过程 不可逆性 变化过程只具有单向进行的性质 二、自发过程的特点 有一个物理量的差值大于零，此参数为该过程变化的驱动力，当该参数变化为零时，变化终止 逆过程不能自动进行，但在环境提供能量的条件下，逆过程可以进行 自发过程都可以对外做有用功,6,三、过程的限度 当变化的驱动力为零时，变化处于宏观静止的状态 该种宏观静止状态，在热力学中称为平衡态 平衡态通常为动态平衡,对于任意过程，其驱动力到底是什么呢？,7,卡诺循环
3、 卡诺循环的四个工作过程 恒温可逆膨胀 绝热可逆膨胀 恒温可逆压缩 绝热可逆压缩 工作于T1 T2之间的热机效率：,卡诺循环,不可逆热机,可逆热机,8,卡诺循环,卡诺循环,（p1 V1 T1）,（p2 V2 T1）,（p3 V3 T2）,（p4 V4 T2）,Q1,Q2,Q=0,Q”=0,恒温可逆膨胀,绝热可逆膨胀,恒温可逆压缩,绝热可逆压缩,依据绝热过程：TV-1=常数,则：,V2 / V1=V3 / V4,9,一、循环过程的规律,V,p,绝热,绝热,恒温,a,b,m,n,设置mn线段，条件：,Samnb=Sab,Wamnb=Wab,U=常数,Qamnb=Qab,因为am和nb为绝热过程,Q
4、ab=Qmn,10,一、循环过程的规律,V,p,由：,循环过程可以看成为无限多个小的卡诺循环的叠加， 因此：,可逆循环过程,不可逆循环过程,由数学全微分的概念知：,必是全微分,根据状态函数的性质，所以上列函数一定是系统的某一个状态函数，则：,def,熵（S）,11,二、不可逆过程的热温商 三、熵增原理 四、熵判据 五、实际过程的转化, 不可逆过程,= 可逆过程, 不可逆过程,= 可逆过程, 自发过程,= 平衡状态,12,一、熵的定义 二、熵的性质 状态函数 广延性质 物理意义：微观粒子混乱度的宏观表现 具有绝对值：,def,纯物质,完美晶体,T=0K,13,三、熵变的计算 依据熵变的定义式计算 依据绝对熵值大小计算 依据盖斯定律计算 需要掌握的计算过程,简单状态变化,相变过程,化学反应过程,等温过程,等容过程,等压过程,任意过程,可逆相变,任意相变,14,下次课程内容,亥姆赫兹函数 吉布斯函数 热力学函数之间的关系 化学势,作业内容,P73-5 P75-1 P75-5,See you!,