高中物理 第5章 热力学定律

高中物理 第5章 热力学定律

热力学第二定律 ‎ ‎1.热力学第二定律：通过热功转换的限制来研究过程进行的方向和限度。‎ ‎2.热力学第二定律文字表述：第二类永动机是不可能造成的。（从单一热源吸热使之完全变为功而不留下任何影响。）‎ ‎3.热力学第二定律的本质: 一切自发过程，总的结果都是向混乱度增加的方向进行(a. 热与功转换的不可逆性; b.气体混合过程的不可逆性; c.热传导过程的不可逆性)‎ ‎4.热力学第二定律的数学表达式：Clausius 不等式 ‎5.卡诺循环→热机效率（即：热转化为功的限度有多大？）→卡诺定理（所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机，其效率都不能超过可逆机，即可逆机的效率最大。）→从卡诺循环得到结论：热效应与温度商值的加和等于零。→任意可逆循环热温商的加和等于零→熵的引出→熵的变化值可用可逆过程的热温商值来衡量→Clausius 不等式：→熵增加原理（熵增加原理）→把与体系密切相关的环境也包括在一起，用来判断过程的自发性（∆Siso＝∆S（体系）＋∆S（环境）≥0）：“>” 号为自发过程；“=” 号为可逆过程）‎ ‎6.等温过程的熵变：（1）理想气体等温变化:∆S＝nRln(V2/V1)＝nRln(P1/P2);(2)等温等压可逆相变（若是不可逆相变，应设计可逆过程）: ∆S(相变)＝∆H(相变)/T(相变)；（3）理想气体（或理想溶液）的等温混合过程：∆S＝－R∑nBlnxB ‎7. 变温过程的熵变:(1)等容变温:‎ ‎(2)等压变温:‎ ‎(3)化学过程的熵变:‎ ‎8.标准压力下，求反应温度T时的熵变值:‎ ‎9.用熵作为判据时，体系必须是孤立体系，也就是说必须同时考虑体系和环境的熵变，这很不方便→有必要引入新的热力学函数，利用体系自身状态函数的变化，来判断自发变化的方向和限度。因此引入新的函数：亥姆霍兹函数A=U-TS与吉布斯函数G=H-TS。‎ ‎10.等温、可逆过程中，体系对外所作的最大功等于体系亥姆霍兹函数的减少值；自发变化总是朝着亥姆霍兹函数减少的方向进行。‎ 等温、等压、可逆过程中，体系对外所作的最大非膨胀功等于体系吉布斯函数的减少值；自发变化总是朝着吉布斯函数减少的方向进行。‎ ‎11.牢记：几个函数的定义式 ‎12. 四个基本公式：‎ ‎ ‎ ‎13. 从基本公式导出的关系式：‎ ‎ ‎ ‎14.Maxwell 关系式：‎ ‎ ‎ ‎15.Maxwell 关系式的应用 求U随V的变化关系；如：证明理想气体的热力学能只是温度的函数。‎ 求H 随 p 的变化关系；如：证明理想气体的焓只是温度的函数。‎ ‎16.DG的计算： (1)等温、等压可逆相变的DG=0 ；(2)等温下，体系从P1,V1改变到P2,V2，设Wf=0,‎ 适用于任何物质 对理想气体:‎ 对一等温等压下的化学反应: DG=DH-DS,因此可由DH和DS求算DG.‎ ‎17.Gibbs-Helmholtz方程: 表示∆rG和∆rA与温度的关系式都称为Gibbs-Helmholtz方程, 用来从一个反应温度的∆rG(T1)（或∆rA(T1))求另一反应温度时的∆rG (T2) (或∆rA(T2))。它们有多种表示形式(略)。‎