热力学第二定律

包含热力学第二定律的表述、熵的物理意义和规定熵、卡诺循环和卡诺原理、亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能等等。

热力学第二定律

• 3.4熵的物理意义和规定熵
  • 熵的物理意义
    • 例子
      • （1）两种气体自动混合，微观状态数增加，熵也增加
      • （2）系统吸热，温度升高，分布花样数增加，熵也增加
      • （3）水从液态变为气态，微观状态数增加，熵也增加
    • 自发过程是微观状态数增加的过程，也是熵增加的过程
    • 玻尔兹曼公式
  • 规定熵
    • 在温度趋于热力学温度T=0K时的等温过程中，凝聚态系统的熵值不变
    • 在0K是，任何完整晶体的熵值等于零，即
  • 熵变的计算
    • 理想气体等温可逆物理变化的熵变
    • 理想气体的等温、等压混合熵变
    • 理想气体变温可逆过程的熵变
    • 理想气体的p，V, T都改变的熵变
    • 等温、等压可逆相变的熵变
    • 化学反应过程的熵变
    • 环境的熵变
• 3.5亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能
  • 亥姆霍兹自由能
    • 定义式：
    • 判据：
  • 吉布斯自由能
    • 定义式：
    • 判据：
  • △G 的计算
    • 定义式：△G=△H-T△S
      • 等温、等压、可逆相变，△G=0
      • 等温、不做非体积功的可逆p，V, T变化，
      • 等温、等压、可逆电池
• 3.6热力学函数间的关系
  • 四个热力学基本公式
    • dU=TdS-pdV
      • U=U(S,V)
    • dH=TdS+Vdp
      • H=H(S,p)
    • dA=-SdT-pdV
      • A=A(T,V)
    • dG=-SdT+Vdp
      • G=G(T,p)
  • △G与温度和压强的关系
• 3.3熵的概念
  • 熵的引出
  • 克劳修斯不等式
  • 熵增加原理和熵判据
    • 在绝热条件下，发生不可逆过程系统的熵增加，发生可逆过程系统的熵不变，而不可能发生熵减小的过程
    • 隔离系统
• 3.2卡诺循环和卡诺原理
  • 卡诺循环
    • 等温可逆膨胀
    • 绝热可逆膨胀
    • 等温可逆压缩
    • 绝热可逆压缩
  • 热机效率
  • 卡诺定理及其推论
  • 制冷机的效率
• 3.1热力学第二定律的表述
  • 自发过程的共同特征
    • 例子
      • （1）理想气体的真空膨胀
      • （2）热由高温物体传入低温物体
      • （3）摩擦生热的方向性
      • （4）化学反应的方向性
    • 共同特点
      • （1）有明确的变化方向
      • （2）有一定的限度
      • （3）都有一定的做功能力
  • 热力学第二定律
    • 1.克劳修斯：不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化
    • 2.开尔文：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
• 物理化学第三章