文档介绍：物理化学电子教案——第三章不可能把热从低温物体传到高温物体, 而不引起其它变化第三章热力学第二定律§ 自发变化的共同特征§ 热力学第二定律§ Carnot 定理§ 熵的概念§ Clausius 不等式与熵增加原理§ 热力学基本方程与 T-S图§ 熵变的计算§ 熵和能量退降§ 热力学第二定律的本质和熵的统计意义第三章热力学第二定律§ H elmholtz 和 Gibbs 自由能§ 变化的方向与平衡条件§ 几个热力学函数间的关系§ 的计算示例 G?§ 热力学第三定律及规定熵*§ 绝对零度不能到达的原理*§ 不可逆过程热力学简介*§ 信息熵浅释§——不可逆性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,系统恢复原状后,会给环境留下不可磨灭的影响。何种影响?可有共性? § 热力学第二定律 Clausius 的说法: Kelvin 的说法: 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。“不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起其他变化”“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 表述为: “第二类永动机是不可能造成的”。 The Kelvin statement of the Second Law denies the possibility of the process illustrated here, in which heat is pletely into work, there being no othher change. The process is not in conflict with the First law because energy is conserved. § Carnot 定理 hT高温热源 cT低温热源 1QW 1Q' W 1QW ?? ? 1Q' W ?? ? RI (a) WW? I'1WQ ??? R1WQ ???假设 I R ? ?> '11WQ WQ ??> 11 'QQ> § Carnot 定理 hT高温热源 cT低温热源 1Q W 1Q' W 1QW? 1Q' W? RI (b) ' 1 1 ( ) ( ) Q W Q W ?? ?????' 1 1 ( ) 0 Q Q ? ?>从低温热源吸热 I R ? ??高温热源得到热' 1 1 ( ) Q Q ?这违反了 Clausius 说法,只有 Carnot 定理: Carnot 定理推论: Carnot 定理的意义: (2)原则上解决了热机效率的极限值问题。(1 )引入了一个不等号,原则上解决了化学反应的方向问题; I R ? ??§ Carnot 定理所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机,其效率都不能超过可逆机,即可逆机的效率最大。所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆热机, 其热机效率都相等,即与热机的工作物质无关。§ 熵的概念从 Carnot 循环得到的结论: chch0 QQ T T ? ?对于任意的可逆循环,都可以分解为若干个小 Carnot 循环。即 Carnot 循环中, 热效应与温度商值的加和等于零。先以 P,Q两点为例