第二章热力学第二定律Chapter 2 The Second Law of Thermodynamics①不违背第一定律的事情是否一定能成功呢？例1. H2(g) + 1/202(g)H,0(I)H2m(298K)=-286kJ·mol-1加热，不能使之反向进行。例2.25□C及p2下，H++OHH,O(I)极易进行但最终[H+I[OH]=10-14moIP.dm~，即反应不进行到底。の第二定律的任务：方向，限度
1 第二章 热力学第二定律 Chapter 2 The Second Law of Thermodynamics Ø 不违背第一定律的事情是否一定能成功呢？ 例1. H2 (g) + 1/2O2 (g) H2O(l) rH m(298K) = -286 kJ.mol-1 加热，不能使之反向进行。 例2. 25 C及p 下，H+ + OH- H2O(l)极易进行， 但最终[H+ ][OH- ] = 10-14 mol2 .dm-6，即 反应不进行到底。 Ø 第二定律的任务：方向，限度
82.1自发过程的共同特征一、自发过程的方向和限度人类经验说明：自然界中一切变化都是有方向和限度的，且是自动发生的，称为“自发过程”Spontaneousprocess。①自发过程（spontaneousprocess)：在一定环境条件下，（环境）不作非体积功，系统中自动发生的过程。反之，只有（环境）作非体积功方能发生的过程为非自发过程。通常所说的“过程方向”即是指自发过程的方向。限度①气流：高压、低压压力相同②传热：高温→低温温度相同③扩散：高浓度→低浓度浓度相同反应： HCI+NaOH →NaCI +H,O化学平衡2
2 §2.1 自发过程的共同特征 一、自发过程的方向和限度 Ø自发过程(spontaneous process)：在一定环境条件下，(环境) 不作非体积功，系统中自动发生的过程。反之，只有(环境)作 非体积功方能发生的过程为非自发过程。通常所说的“过程 方向”即是指自发过程的方向。 ① 气流：高压 低压 压力相同 ② 传热：高温 低温 温度相同 ③ 扩散：高浓度 低浓度 浓度相同 ④ 反应：HCl + NaOH NaCl + H2O 化学平衡 人类经验说明：自然界中一切变化都是有方向和限度的,且是自动 发生的,称为“自发过程” Spontaneous process 。 限度
①具有普遍意义的过程：热功转换的不等价性无代价，全部阝热功不可能无代价，全部WQ不等价，是长期实践的结果。1不是Q一→W不可能，而是热全部变功必须付出代价（系统和环境），若不付代价只能部分变功。“功可以自发地全部变为热，但热不可能全部变为功，而不留任何其它变化”一切自发过程都是不可逆过程，而且他们的不可逆性均可归结为热功转换过程的不可逆性因此，他们的方向性都可用热功转化过程的方向性来表达3
3 “功可以自发地全部变为热，但热不可能全部变为功，而不 留任何其它变化” 。 一切自发过程都是不可逆过程, 而且他们的不可逆性均可 归结为热功转换过程的不可逆性, 因此,他们的方向性都可用热 功转化过程的方向性来表达。 Ø 具有普遍意义的过程：热功转换的不等价性 功 无代价，全部 热 不可能无代价，全部 ① W Q 不等价，是长期实践的结果。 ② 不是 Q W 不可能，而是热全部变功必 须付出代价(系统和环境)，若不付代价只能 部分变功
二、自发过程的共同特征(Generalcharacterofspontaneous process)自发过程单向地朝着平衡(1)自发过程都有作功本领。(2)自发过程都是不可逆的。3)4
4 二、自发过程的共同特征 (General character of spontaneous process) (1) 自发过程单向地朝着平衡。 (2) 自发过程都有作功本领。 (3) 自发过程都是不可逆的
82.2热力学第二定律的经典表述Kelvin&Plank总结这一教训来表述热力学第二定律：“不可能造成这样一种机器，这种机器能够循环不断地工作，它仅仅从单一热源吸热变为功而没有任何其它变化。”第二类永动机。热力学第二定律的经典叙述可简化为：“第二类永动机是不可能造成的。Clausius的表述为：“不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。第二类热源W永动机W低温热源高温热源Q1Q2T热机Z5
5 Kelvin & Plank总结这一教训来表述热力学第二定律： “不可能造成这样一种机器，这种机器能够循环不断地工作，它仅仅 从单一热源吸热变为功而没有任何其它变化。” 第二类永动机。 热力学第二定律的经典叙述可简化为： “第二类永动机是不可能造成的。” Clausius的表述为： “不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。” §2.2 热力学第二定律的经典表述 热 源 第二类 永动机 Q W 高 温 热 源 热机 Q2 T2 W 低 温 热 源 T1 Q1