导图社区 物理化学热力学
化学动力学知识总结:包含典型复合反应,正逆同时进行的反应,反应物能够同时进行几种不同的反应,凡是反应产生的物质能够再发生反应产生其他的物质,总反应速率等于最慢的一步反应速率等等
高分子材料结构特征:结构与性能的关系 :不同物质,结构不同,在相同外界条件下,分子运动不同,从而表现出的性能不同 ;相同物质,在不同外界条件下,分子运动不同,从而表现出的性能也不同。
电工电子学知识思维导图,包括:线性电路(基本分析方法、基本电路、基本定理)和非线性电路。
物理化学知识思维导图,包括:化学热力学、胶体及界面化学、统计热力学、基础化学、动力学、电化学。
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热力学第二定律 熵
自然过程的方向
可逆过程与不可逆过程
可逆过程-存在某一逆过程,能使系统和外界都恢复原来的状态
无摩擦(无耗散)
准静态,无限缓慢(不出现非平衡因素)
不可逆过程-无论用什么方法都不能使系统和外界同时复原
系统内部存在非平衡因素,如有限的压强差、密度差、温度差等,使平衡态被破坏
存在耗散效应,如摩擦、黏滞性、非弹性、电阻等
热力学第二定律 卡诺定理
热力学第二定律的两种表述
开尔文表述-不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用的功而不引起其他变化
克劳修斯表述-不可能使热量从低温物体转向高温物体而不引起其他变化
热力学第二定律的两种表述的等价性 (一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的)
开尔文表述:热功转换(违反开尔文表述的机器+制冷机)
克劳修斯表述:热传导(违反克劳修斯表述的机器+热机)
卡诺定理
可逆热机:组成循环的每一个过程都是可逆过程
工作在两个恒温热源之间的可逆机效率相同
工作在两个恒温热源之间的可逆机效率最高
克劳修斯熵
克劳修斯不等式(补充)
工作于T1、T2间的热机循环——>根据卡诺定理第二条不等式+循环效率表达式+采用热力学第一定律中对热量正负的规定——>循环中,系统热温比总是小于等于零——>一个循环过程可以堪称一系列小卡诺循环组成——>对任意循环,总有“热温比总和(积分)”小于等于零;等于零对应可逆循环(可作为可逆性不可逆性的判别式)
热温比的积分与过程无关(可逆),只由始、末两状态决定——存在一个状态函数,熵S
系统在可逆过程中的热温比之和等于系统熵的增量,亦称熵变
熵增加原理
可逆加不可逆过程组成的循环:不可逆循环。由克劳修斯不等式,环路积分小于零。拆分为可逆、不可逆两个过程,可逆过程可积分得熵增,不可逆过程:孤立系统(绝热系统),与外界无热量交换,dQ=0,得到不等关系Sb-Sa>0
对于可逆过程,熵保持不变; 对于不可逆过程,熵总是增加的
热力学基本方程(关系式)-热力学第一定律+第二定律
熵与能“质”的衰退
自然界能量的品质会退化(丧失了转变成有用功的可能性)
熵变的计算
状态量:取合适的可逆过程连接初末状态
可逆过程热力学基本方程
热力学概率
宏观态与微观态: 1.每一个宏观态包含若干种微观态; 2.统计理论认为,各微观态出现的机会是相同的
热力学概率-宏观态对应的微观态数目
【自然过程总由包含微观态少(热力学概率小)的宏观态向包含微观态多(热力学概率大)的宏观态进行——热力学第二定律的统计意义】
玻尔兹曼熵 (对非平衡态也有意义,因为对非平衡态也有微观状态数与之对应,因而也有熵值与之对应——更具有普遍性)
玻尔兹曼熵
1887,玻尔兹曼引入态函数熵:S=klnW(J/K)
熵是系统分子热运动无序程度的量度(和W一样)
当孤立系统处于平衡态时,其熵达到最大——克劳修斯熵是玻尔兹曼熵的最大值
孤立系统内宏观过程:无序度(W)小->无序度大
玻尔兹曼熵和克劳修斯熵的等效性
例,理想气体等温膨胀过程