第二定律 卡诺定理 摘变的计算 第三定律 PhyChemistry 一 因方修 自由能 热力学关系 执力学天条应用 G的计算 习题课 热力学原理
§2.1自发过程的共同特征 热力学第一定律只能告诉人们一化学反应的能量效 应，但不能解决化学变化的方向和限度问题。 在一定条件下，一化学变化或物理变化能不能自动 发生？能进行到什么程度？这就是过程的方向、限度 问题。 历史上曾有人试图用第一定律中的状态函数0、来判断过 程的方向，其中比较著名的是“Thomson-Berthelot规则 其结论：凡是放热反应都能自动进行；而吸热反应均不能自动 进行。 但研究结果发现，不少吸热反应仍能自动进行。高温下的水 煤气反应C(s)+H,0(g)-→C0(g)+H2(g)就是一例。 2
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。 这些变化过程的决定因素是什么？ 如：方向 限度 决定因素 热：高温→低温 温度均匀 温度 电流： 高电势→低电势 电势相同 电势 气体：高压→低压 压力相同 压力 钟摆：动能→热 静止 热功转化 那么决定一切自发过程的方向和限度的共同因素是 什么？这个共同因素既然能判断一切自发过程的方 向和限度，自然也能判断化学反应的方向和限度
一、 自发过程的共同特征 人类经验总结： “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
§2.2热力学第二定律的经典表述 19世纪初，资本主义工业生产已经很发达，迫切需要解决动力 问题。当时人们已经认识到能量守恒原理，试图制造第一类永动 机已宣告失败，然而人们也认识到能量是可以转换的。于是，人 们就想到空气和大海都含有大量的能量，应该是取之不尽的。 有人计算若从大海中取热做功，使大海温度下降1℃，其能量 可供全世界使用100年.。于是人们围绕这一设想，设计种种 机器，结果都失败了。这个问题的实质可归结为热只能从高温 物体自动传向低温物体，没有温差就取不出热来（即从单一热源 吸热)。 5