第二章热力学第二定律 >热二律的提出背景 热一律以能量守恒定律为根据,引入U、H两个热 力学函数,经W、Q、U及AH的计算,解决变化中的 能量转换。 除此而外,另一被无机、有机、化学工程等领域共 同关心的问题: 几种放在一起的物质间是否可能发生化学反应? 若可能,变化的方向为何,在哪里停下来?
第二章 热力学第二定律 Ø 热二律的提出背景 热一律以能量守恒定律为根据，引入U、H两个热 力学函数，经W、Q、ΔU及ΔH的计算，解决变化中的 能量转换。 除此而外，另一被无机、有机、化学工程等领域共 同关心的问题： § 几种放在一起的物质间是否可能发生化学反应？ § 若可能，变化的方向为何，在哪里停下来？
热二律的提出背景 方向问题:C(石墨)→C(金刚石)的变化极具价值, 但历史上的无数次试验均告失败。 应用热二律计算表明,常温实现这一转化所需压 力为大于1500MPa(~1500atm)。即常温常压下 该变化正向是非自发的。反向? 事实表明:一定条件下,并非任何变化都能朝着 人们预期的方向进行。 提出的问题:确定条件下的方向为何? 预期方向的实现需要何种条件?
§ 方向问题：C(石墨) →C(金刚石)的变化极具价值， 但历史上的无数次试验均告失败。 Ø 热二律的提出背景 事实表明：一定条件下，并非任何变化都能朝着 人们预期的方向进行。 提出的问题：确定条件下的方向为何？ 预期方向的实现需要何种条件？ 应用热二律计算表明，常温实现这一转化所需压 力为大于1500MPa（～15000atm）。即常温常压下 该变化正向是非自发的。反向？
热二律的提出背景 限度问题:在高炉炼铁Fe3O4+4CO→3Fe+4CO2 事实表明:一定条件下,变化是有限度的。 提出的问题: 确定条件下某变化的限度如何,平衡位置在哪? 影响平衡位置的因素有哪些,怎样影响? 如何控制条件来控制平衡位置及转化率? 方向和限度两个问题是热一律所不能解决的。 热二律将引入新的热力学函数S、G、A,解决 这两个问题
§ 限度问题：在高炉炼铁 Fe3O4+4CO →3Fe+4CO2 事实表明：一定条件下，变化是有限度的。 提出的问题： 确定条件下某变化的限度如何，平衡位置在哪？ 影响平衡位置的因素有哪些，怎样影响？ 如何控制条件来控制平衡位置及转化率？ Ø 热二律的提出背景 § 方向和限度两个问题是热一律所不能解决的。 § 热二律将引入新的热力学函数 S、G、A，解决 这两个问题
第二章热力学第二定律 学习要求及重点: 深入理解熵、赫姆霍兹函数、吉布斯函数等概念 了解热力学能和熵的本质;掌握封闭系统PT变化 相变化及化学变化三类过程AS、AA、AG的计算;理 解热力学重要关系式及其应用;理解并掌握克拉贝龙 方程及其应用。 说明:(①)本章内容新且极其重要,除“者为提高部 分内容,不作要求外,皆以课堂讲授为主,并要求预 习;(2)本课程对于热力学函数关系的证明不要求。 本章习题:P155~161 3-6、3-7、3-10、3-15、3-18、3-21 3-26、3-28、3-33、3-38、3-43、3-44;
学习要求及重点： 深入理解熵、赫姆霍兹函数、吉布斯函数等概念； 了解热力学能和熵的本质；掌握封闭系统PVT变化、 相变化及化学变化三类过程ΔS、 ΔA、 ΔG的计算；理 解热力学重要关系式及其应用；理解并掌握克拉贝龙 方程及其应用。 说明：⑴ 本章内容新且极其重要，除“*”者为提高部 分内容，不作要求外，皆以课堂讲授为主，并要求预 习；⑵ 本课程对于热力学函数关系的证明不要求。 第二章 热力学第二定律 本章习题：P155～161 3-6、3-7、3-10、3-15、3-18、3-21； 3-26 、3-28、3-33、3-38、3-43、3-44;
第二章热力学第二定律 §2-1自发过程的共同特征及热二律的表述 §2-2卡诺循环及热机效率 §2-3热力学第二定律及熵增加原理 §2-4熵变的计算 §2-5 Helmholtz函数及 Gibbs函数 §2-6热力学重要关系式 §2-7克拉贝龙( Clapeyron)方程 §2-8热力学能的本质与熵的统计意义
第二章 热力学第二定律 §2-1 自发过程的共同特征及热二律的表述 §2-2 卡诺循环及热机效率 §2-3 热力学第二定律及熵增加原理 §2-4 熵变的计算 §2-5 Helmholtz函数及Gibbs函数 §2-6 热力学重要关系式 §2-7 克拉贝龙(Clapeyron)方程 §2-8 热力学能的本质与熵的统计意义