导图社区 大学物理化学第三张热力学第二定律
大学物理化学第三张热力学第二定律总结(思维导图版),内含:卡诺循环、热机效率、冷冻系数、熵、自由能、变化方向和平衡条件、△G的计算、热力学函数之间的关系、热力学第三定律等知识点,需要自取。
大学物理化学第四章多组分系统 热力学及其在溶液中的应用总结(思维导图版),内含:多组分系统的组成表示法、偏摩尔量、化学势、气体混合物中各组分的化学式、稀溶液中的两个经验定律、理想液态混合物、理想稀溶液中任一组分的化学势、稀溶液的依数性、活度与活度因子知识点,需要自取。
大学物理化学第五章相平衡:是指在一定的条件下,当一个多相系统中各相的性质和数量均不随时间变化时,称此系统处于相平衡。本图内含:多项系统的一般条件、相律、单组份系统的相平衡和二组分系统的相图及其应用知识点。
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热力学第二定律
自发变化: 无需外力干预,其能自动进行(不可逆性)
第二类永动机不可能成功
从单一热源吸热使之完全变成功 而不留下任何影响
热量从低温热源自动流到高温热源而不留下痕迹是不可能的
卡诺循环
过程一
等温可逆膨胀
过程二
绝热可逆膨胀
过程三
等温可逆压缩
过程四
绝热可逆压缩
总结:
1,3公式;ΔU=0Q=-W=-nRTlnV2/V1
2 ,4公式;Q=0 W=ΔU=nCv,m(T2-T1)
总体ΔU=0,Q=Q1+Q2,W=W1+W3
热机效率
η=-W/Q2=(Q2+Q1)/Q2=(T2-T1)/T2=1-T1/T2
冷冻系数
β=Q1/W=T1/(T2-T1)
熵
定义:可以定量的确定化学反应及其他任何过程进行的方向与限度
卡诺循环热温商:由公式推导可知卡诺循环中热效应与温度熵值的加和等于0,是可逆反应。
引出
任意可逆循环热温商的加和等于0
只与始终态有关,与途径无关
定义式
或者
微小变化
不可逆过程热温商
有卡诺定理可知ηIR<ηR
推广为与多个热源接触的任意不可逆过程的
微观过程:dS>δQi/T
克劳修斯不等式:dS≥δQ/T不可逆用大于,可逆用等于
原理及判据
熵增原理:在绝热条件下趋于平衡的过程使体系的熵增加
熵判据
ΔSiso=ΔS体系+ΔS环境≥0 >不可逆=可逆
熵变计算
环境
任何变化
体系的热效应可能是不可逆的,但由于环境很大,对环境可以看做是可逆效应。
系统
体系熵变等于可逆过程的热温商,在初终态间设计可逆过程计算.
热力学第三定律
在0k时,任何纯物质的 完美晶体的熵值为0:定义
规定摩尔熵
标准摩尔熵
标准状态下的规定摩尔伤称为标准尔熵用符号
热力学函数之间的关系
四个基本公式
dU=TdS-pdV
dH=TdS+Vdp
dA=-SdT-PdV
dG=H-TS
关系式
常用G(T,P) A(T,V) S(H,P) U(S,V) H(S,P):特征函数
Maxwell关系式及其应用
应用
将实验可测微商来代替那些不宜直接测定的偏微商
吉布斯自由能与温度的关系
吉布斯自由能与压力的关系
ΔG的计算
等温等压可逆相变dA=δWe=-pdV dG=0
等温系统从p1v1到p2v2设Wf=0
适用于任何物质
对理想气体
简单状态变化的变温过程
相变过程
定温定压可逆相变ΔG=0
定温定压不可逆相变,要设计成可逆在计算
变化方向和平衡条件
绝热系统dS(绝热)≥0
隔离系统保持U,V不变(dS)U,V≥0
Helmholtz自由能
(dA)T,V,Wf=0≤0 =表示可逆,平衡 <表是不可逆,自发
Gibbs自由能
(dG)T,V,Wf=0≤0 =表示可逆,平衡 <表是不可逆,自发
自由能
始终环境相等A为状态函数,具有容量性质
A=U-TS
-δW≤-dA
始终外压相等G为状态函数,具有容量性质
G=H-TS