首页上一页下一页末页1首页上一页下一页末页1Chapter2TheSecondLawofThermodynamics第二章热力学第二定律首页上一页下一页末页2首页上一页下一页末页2•热力学第一定律只解决化学反应的能量效应,没有涉及化学反应的方向和限度问题。•一切自发过程都有方向性及一定限度，没有哪一个自发过程可以自动回复原状。•热力学第二定律需解决的问题：找出决定一切自发过程变化方向和限度的共同因素。第二章热力学第二定律首页上一页下一页末页3首页上一页下一页末页3第二章热力学第二定律§2.1自发过程的共同特征§2.2热力学第二定律的经典表述§2.3卡诺循环与卡诺定理§2.4熵的概念§2.5熵变的计算及其应用§2.6熵的物理意义及规定熵的计算§2.7亥姆霍兹函数与吉布斯函数§2.8热力学函数的一些重要关系式§2.9G的计算§2.10非平衡态热力学简介首页上一页下一页末页4首页上一页下一页末页4§2.1自发过程的共同特征•在一定条件下，无需外力或者外加能量，就能自动进行并达到一定的限度的过程，称为自发过程。•此条件下自发过程的逆过程则不能自动进行。2．自发过程举例•Q=0，W=0，U=0，T=0•分析：实验系统是一个孤立系统（隔离），过程中温度不变，分子活动空间扩大，即能量分散程度增大。1．自发过程定义(1)理想气体向真空膨胀首页上一页下一页末页5首页上一页下一页末页5§2.1自发过程的共同特征•逆过程：不会自动进行，需借助外力。•若让膨胀后的气体回到原状，可经过定温压缩， 压缩过程环境对系统做功W，系统对环境放热|Q|，二者数值相等，W=|Q|，可以使系统恢复原状。环境是否能恢复原状？∴理想气体向真空膨胀成为可逆过程的条件取决于热能否全部转化为功而不引起任何其它变化。(2)热传递过程•热由高温物体传向低温物体，是自发过程。•分析：由高温物体和低温物体组成的也是孤立系统，原来集中于高温物体的那分能量分散到了整个系统中，也是一个能量分散度增大的过程。•逆过程：不可能自动进行，需借助外力。首页上一页下一页末页6首页上一页下一页末页6§2.1自发过程的共同特征为使此Q2的热重新由T1热源回到T2热源，•设计过程：冷冻机做功W，•设有高温热源T2和低温热源T1，其热容无限大。T2T1图2.1热由高温物体向低温物体流动的示意图W机器Q=WQ2QQ2两热源间放一导热棒，Q2的热由T2热源传入T1热源；•因此热由高温物体传向低温物体能否成为可逆过程，取决于热能否全部转化为功而不引起任何其它变化。=Q2+W热力学第一定律：|Q|=|Q2|+|W|；接着从T2热源再取出W的热传给环境，则两个热源回到原状，环境损失W的功，得到W的热。环境能否恢复原状？该机从T1热源取出热|Q2|，同时有Q的热送到T2热源。首页上一页下一页末页7首页上一页下一页末页7§2.1自发过程的共同特征•为使系统恢复原状，需对系统做电功进行电解，电解时反应逆向进行。若所做电功W，同时放热|Q|，当反应系统恢复原状，环境损失W的功，但得到|Q|+|Q|=W的热。环境能否恢复原状？•因此化学反应能否成为可逆过程，取决于热能否全部转化为功而不引起任何其它变化。(3)化学反应Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)•此反应正向变化是自发进行的，有|Q|的热放出。首页上一页下一页末页8首页上一页下一页末页8§2.1自发过程的共同特征3．自发过程特征•自发过程转化为可逆过程的条件：热能否全部转化为功而不引起任何其它变化。•热功转化的方向性：实践经验说明——热功转化有方向性，功可自发地全部变为热，但热不可能全部变为功而不引起任何其它变化。•结论：一切自发过程都是不可逆的。首页上一页下一页末页9首页上一页下一页末页9第二章热力学第二定律§2.1自发过程的共同特征§2.2热力学第二定律的经典表述§2.3卡诺循环与卡诺定理§2.4熵的概念§2.5熵变的计算及其应用§2.6熵的物理意义及规定熵的计算§2.7亥姆霍兹函数与吉布斯函数§2.8热力学函数的一些重要关系式§2.9G的计算§2.10非平衡态热力学简介首页上一页下一页末页10首页上一页下一页末页10§2.2热力学第二定律的经典表述1.克劳修斯（Clausius）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。不可能把热从低温物体...
