國山医先院 省级精品课程申报 讲授内容纲要、要求及时间分配(附页) 、热力学第一定律应用于实际气体: 1、节流膨胀: 20分钟 2、节流膨胀是恒过程 3、焦耳-汤姆逊系数: (讲解节流膨胀的实验装置,了解节流膨胀是恒焓过程,了解焦耳-汤姆逊系数 的应用) (布置自学化学热力学部分-一热化学基本概念,化学反应热效应的计算,重 点指出基尔霍夫公式的推导和应用) 练习:习题6、8 第二章热力学第二定律 §1自发过程的特征 自发过程具有方向的单一性和限度 白发的不可前性 自发过程具有对外作功的能力 (通过水的流动、热量传递、气体膨胀等实例的方向性、不可逆性、作功能 力等说明自发过程的基本特征,提醒学生要注重理解) §2热力学第二定律 克劳修斯说 15分钟 “热量由低温物体传给高温物体而不引起其它变化是不可能的 开尔文说法 “从单一热源取出热使之完全变为功,而不发生其它变化是不可能的” 三、第二类水动机不可能制造 (启发式教学,重点结合热机实例说明三种说法之间的等价性。Clausius 和Kelvin的两种表述实 ,假如热量可以由低温传给高温物体而 不引起 它变 可以完全变 而不引起其它变 在上述例子中, 如果可以无条件地将低温热源中的热传给高温热源,则整个过程是高温热源 中的热完全转变为功(热没有消耗到低温处),并没有发生其它变化(气体的 状态没有变化)。Clausius的说法不成立的话,则Kelvin的说法也不能成立, 两种表术是一致的。) 四、其它的文字叙述 10分钟 热力学第二定律还有其它各种表述: 一定条件下,任何系统都自发地趋向平衡。 “孤立系统中自发过程趋向于熵增大。” “一切自发过程是不可逆的。” 这些表述都是等效的 反证法进行证明 复习本次课的主要内容。 5分钟
网秦山医学院 省级精品课程申报 教 案 姓名 学年第学期时间一节次 课程名称 物理化学 授课专业及层次 药学、制药工程等 授课内容 热力学第二定律(二) 学时数 掌握热力学第二定律的文字和数学表达式:熟悉卡诺循环和卡诺定理以 教学目的 及熵的定义和推导 重点 热力学第二定律\卡诺循环\熵 难 点 热力学第二定律\熵 自学内容 无 使用教具 多蝶体 相关学科知识 数学、物理知识 教学法 启发式,讨论式教学 讲授内容纲要、要求及时间分配(可加附页) 复习上次课所学内容,重点是热一律的应用以及化学热力学的相关计算:热容 5分钟 以及热、功的计算, 自发过程的特征。 卡诺循环 卡诺循环的组成 四个过程:分析特点 20分钟 等温可逆膨胀、 啪热可道膨胀 等温可逆压缩 绝热可逆压缩 卡诺循环的压力-体积图。 卡诺循环的热、功、热力学能 分别详细讲解各个过程热、功、热力学能的计算。 整个循环过程热、 功、热力学能的计算,注意结论 计算卡诺循环的效 15分钟 卡诺循环的结论 效率与工作物质无关。 效率取决于温差的毙响」 工作于相同高温热源和低温热源之间的所有热机中,可逆热机的工作效率 最高。反证法证明。 4 卡诺定理 卡诺定理的表述 1、卡诺热机效率最大 15分钟 热机效率与工作物质无关 (重点讲授使用反证法论证卡诺定理的思路)
國山医先院 省级精品课程申报 讲授内容纲要、要求及时间分配(附页) §5嫡 熵的导出 10分钟 1、`任意可逆循环的热温商之和为零。 详细推导 2、任意可逆过程的热温商与逸径无关。 详细推导 3、熵的定义和性质 定义式和使用前提 20分钟 (重点调只有可逆过程的热温商才是嫡,不可逆过程也有熵变但不等于热 温商) 热力学第二定律的数学表达式一克劳修斯不等式 1、不可逆过程的热温商 详细推导:任意不可逆循环的热温商之和小于零 2、克劳修斯不等式 克劳修斯不等式的推导 不等号的意义 (重点讲授克劳修斯不等式的应用和物理意义) 三、痛增顶理 20分钟 1、内容 文字表达和数学表达式 2、使用条件:绝热过程或孤立系统 3、大孤立系统 (重点是系统和环境各自熵值的计算方法,注意符号。举例计算) S6恼恋的计算 根据熵的定义, 讲解 熵变计算的思路 可逆过程直接计算:不可逆过程要设计出可逆途径进行计算。 ·、等温过程中熵变的计算 20分钟 1、理想气体的等温过程 推导,结合例题 讲解例题 2、相变化过程 可逆相变和不可逆相变 讲解例题 3、理想气体混合过程 进解例膜 (重点是通过例题1、2、3练习相关计算方法。) 20分钟 复习本次课的主要内容。 5分钟
网秦山医学院 省级精品课程申报 教 案 姓名 学年第学期时间 节次 课程名称 物理化学 授误专业及层次 药学、制药工程等 授课内容 热力学第二定律(三) 学时数 掌提△S和△G的相关计算以及热力学函数间关系;掌握△S、△A和△G 教学目的 判据,熟悉状态函数的特点和熵的物理意义 重点 △S和△G的相关计算以及热力学函数间关系;△S.△A和△G判据 难点 热力学函数间关系;△S、△A和△G判据 自学内容 §7熵的物理意义 使用教具 多蝶体 相关学科知识 数学、物理学知识 教学法 启发式,讨论式教学 讲授内容纲要、要求及时间分配(可加附页) 复习上次课所学内容,重点是热力学第二定律的文字和数学表达式:卡诺循环 和卡诺定理以及熵的定义和推导 5分钟 §6熵变的计算 根据熵的定义,讲解变计算的思路 可逆过程直接计算:不可逆过程要设计出可逆逸径进行计算。 二、等温过程中熵变的计算 1、理想气体的等温过程 10分钟 推导,结合例题 2、相变化过程 可逆相变和不可逆相变 3、理想气体混合过程 (重点是通过例题1、2、3练习相关计算方法。) 三变温过程嫡变的计算 20分钟 1、 箱单变温过程 等容过程和等压过程 准导并讲解例题 2 复杂变温过程 绝热过程和PVT全变的过程 (重点通过讲解例题5、例题6。练习多步途径的设计思路,熟悉相变过 程熵变计算的综合方法。) S9A和G 热力学第 定律、第二定律联合表达式 (重点推导联合表达式的微分形式) 5分钟
國山医先院 省级精品课程申报 讲授内容纲要、要求及时间分配(附页) 亥姻霍兹能Helmhotz free energy 10分钟 1、定 2、判据: 恒温封闭系:-F≥5 3、最小A原理:principle of minimization of Helmholtz energy 封闭系统,恒温恒容,不作非体积功,F减少的过程为自发,进行到△0, 平衡 吉布斯能Gibbs free energy: 1、定义 G=U+PV-TS 2、判据:恒温恒压封闭系:-G≥5W1 3、最小G原理:principle of minimization of Gibbs energy 封闭系,恒温恒压,不作非体积功,G减少的过程为自发,进行到△G=0平 衡为止。 20分 §10△G计算 根据吉布斯能的定义,讲解吉布斯能变计算的思路:可逆过程直接计算:不 可逆过程要设计出可逆途径进行计算。 理想气体等温过程中△G (重点讲解纯净理想气体和理想气体混合过程计算方法。) 相变过程△G计算 1. 等温等压条件下可逆相变过程 ii. 等温等压条件下不可逆相变过程 (重点通过讲解例题9、例题10。熟悉多步途径的设计思路。) 1、化学变化的△G 2、吉布斯-亥姆霍兹方程: 1V, 应用 (讲解课本例题)》 §11热力学函数间的关系 15分钟 ,热力学基本关系式 Tds-Pdv dH TdS +Vdp dA =-SdT PdV. dG =SdT VdP. 麦克斯韦关系式 2=f(x、y)则:[3(32/3 ,/3y=[8(37/3y)/3x] ①→→dU=(3u/3s),Tds+(3u/3v),dW (3u/3s) =T (3u/3v)=-P [3(3U/3S)/3V]s=[3(3U/3V)s/3S 即: [3T/3V]s=-[3P/3S],① 同理可得②^④通称为Maxwel1 s Relations 15分钟 (重点是推导的思路,通过例题12、13介绍公式的应用。) 3、 △G与温度的关系 G/Tg-△G/T=△H(1/T-1/T) (重点通过讲解例题15、例题16,熟悉计算思路。) 5分钟 复习本次课的主要内容