导图社区 物化·热力学第二定律
物化·热力学第二定律知识思维导图,包括:熵变的计算、亥姆霍兹能(功函)、吉布斯能、8F和SG的计算、热力学基本关系式、麦克斯韦关系式、熵增原理。
分析化学第二章介绍了试样的采集,制备,分解和测定前预处理的方法,可收藏,亦可使用后补充知识点,完善属于自己的知识框架。
分析化学第一章概述,介绍了分析化学的相关定义,方法以及发展,未之后进一步学习打好基础
这是一篇关于初中、高中化学知识框架梳理的思维导图,主要内容有九年级化学、必修第一册、必修第二册、选择性必修1化学反应原理、选择性必修2物质结构与性质等。
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热力学第二定律
熵变的计算
环境熵变的计算
δS环=-Q系/T环
系统熵变的计算
δS系统=S B - SA
1.理想气体δ S的计算
等压:δS系=nC(p,m)ln T₂ / T₁
等容:δ S系=nC(v,m)lnT₂ /T₁
2.纯物质变温过程的δ S计算
等压:δ S系=nC(p,m)(T₂ -T₁)
若T₂ >T₁ ,则δS>0,因此对于纯物质S高温>S低温
3.相变化过程,δ S的计算
等温等压可逆:δ S=Qr/T=Qp/T=δ H/T
若温度相同,有S气>S液>S固
亥姆霍兹能(功函)
F=U-TS , 等温时:-dF T≥-δ W
意义:封闭系统在等温条件下,亥姆霍兹能的减小等于可逆过程系统所做的最大功
等温等容δ W′=0的条件下:-dF (T ,v,w′)≥0 或 dF(T,v,w′)≤0
dF<0,自发过程
dF=0,可逆或达到平衡
dF>0,不可能发生
最小亥姆霍兹能原理:封闭系统在等温等容和非体积功为零的条件下,只有系统亥姆霍兹能减小的过程才会自动发生,当该条件下的亥姆霍兹能达到最小值时系统就达到了平衡状态。
吉布斯能
G=H-TS, 等温等压条件下:-d G ( T,p )≥ -DW′ 或 dG( T,p)≤DW′
在等温等压可逆过程中,吉布斯能的减小等于系统所做最大非体积功。
等温等压非体积功为零的条件下:-dG( T,p,w′=0)≥0 或 dG( T,p,w′=0)≤0
dG<0,自发过程
dG=0,可逆或达到平衡
dG>0,不可能发生
δF和δG的计算
δG=V(P₂ - P₁)
δF=P(V₂ - V₁)
化学变化的δrG θ : δrG θ=δrH θ-TδrS θ
热力学基本关系式
dU=TdS-PdV
dH=TdS-VdP
dF=-SdT-PdV
dG=-SdT=VdP
麦克斯韦关系式
P,S见面出现”-“号,T,S对角,V,P对角
(∂T/∂V)s = - (∂P/∂S)v
(∂T/∂P)s = (∂V/∂S)p
(∂S/∂V) T = (∂P/∂T)v
(∂S/∂P) T = - (∂V/∂T)p
熵增原理
绝热系统中:SδQ绝热=0,根据克劳修斯不等式有:δS绝热≥0
绝热过程的熵值永不减少
孤立系统中:dS孤立≥0
dS孤立 = dS 系统 + dS 环境≥0
孤立系统自发过程的方向总是朝着熵增的方向进行
dS>0,不可逆(自发)
dS=0,可逆
dS<0,不可能发生
克劳修斯不等式
意义:不可逆过程的热温商之和小于该过程系统始、终态之间的熵变
dS-δQ/T≥0
第二定律公式
dS=δQr/T
条件:可逆过程
熵
从ηr=(Q₂+Q₁)/Q₂=(T₂-T₁)/T₁ 可得:Q₁/T₁+Q₂+T₂=0
意义:可逆过程的热温商之和为零
Σ(δQ B)r/T B = 0
卡诺定理
ηr>=ηi
(T₂-T₁)/T₂≥(Q₂-Q₁)/Q₂
卡诺循环
η总是小于1
W=R(T₂ -T₁)lnV₁ / V₂
热机效率
η=-W/Q₂=1-(T₁/T₂)
或η=-W/Q₂=1+(Q₁/Q₂) (Q₁<0)
自发特征
1.自发过程具有确定的方向和限度
2.自发过程具有不可逆性
3.自发过程具有做功的能力