物理化學(xué)教學(xué)指導(dǎo)-熱力學(xué)第二定律

1、1物理化學(xué)第二章熱力學(xué)第二定律首頁(yè)基本要求重點(diǎn)難點(diǎn)講授學(xué)時(shí)內(nèi)容提要1基本要求[TOP]1.1理解熱力學(xué)第二定律的建立過(guò)程，存在一個(gè)熵狀態(tài)函數(shù)及理解引入亥姆霍茲能和吉布斯能的原因；1.2掌握狀態(tài)函數(shù)特性及在某變化中狀態(tài)函數(shù)變量與特定過(guò)程函數(shù)關(guān)系；1.3掌握克勞修斯不等式基礎(chǔ)上得出的對(duì)某變化可逆性判斷或不可逆程度的度量；1.4理解如何從可逆性判據(jù)演變成特定條件下的平衡判據(jù)，并用以確定過(guò)程的方向和限度；1.5掌握理想氣體在變化中狀態(tài)函數(shù)及過(guò)程

2、函數(shù)的計(jì)算；1.6掌握在相變化中（可逆、不可逆）狀態(tài)函數(shù)及過(guò)程函數(shù)的計(jì)算；1.7理解熱力學(xué)第三定律及規(guī)定熵的意義；1.8掌握在化學(xué)變化中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)函數(shù)的計(jì)算和意義；1.9掌握吉布斯－亥姆霍茲公式；1.10理解多組分體系偏摩爾量的意義，掌握化學(xué)勢(shì)的意義及應(yīng)用；1.11了解非平衡態(tài)熱力學(xué)。2重點(diǎn)難點(diǎn)[TOP]2.1重點(diǎn)掌握熱力學(xué)第二定律，學(xué)會(huì)判斷變化過(guò)程的可逆性與不可逆性，以及在此基礎(chǔ)上掌握特定條件下的平衡判據(jù)。掌握變化過(guò)程中狀態(tài)函數(shù)與過(guò)程函

3、數(shù)的計(jì)算。理解多組分體系偏摩爾量的意義，化學(xué)勢(shì)的意義和應(yīng)用。2.2難點(diǎn)應(yīng)用熱力學(xué)第二定律判斷過(guò)程的可逆與不可逆性；熵變的計(jì)算；熵函數(shù)的物理意義；各種變化過(guò)程吉布斯能等狀態(tài)函數(shù)的計(jì)算；自發(fā)變化方向和限度的判據(jù)；熱力學(xué)函數(shù)之間的關(guān)系；區(qū)別偏摩爾量和化學(xué)勢(shì)。3講授學(xué)時(shí)[TOP]34.4第四第四節(jié)卡諾定理定理[TOP]在同一高溫?zé)嵩春屯坏蜏責(zé)嵩粗g工作的任意熱機(jī)，卡諾機(jī)的效率最大，否則將違反熱力學(xué)第二定律?？ㄖZ熱機(jī)的效率只與兩熱源的溫度有關(guān)，

4、而與工作物質(zhì)無(wú)關(guān)，否則也將違反熱力學(xué)第二定律。4.5第五第五節(jié)熵[TOP]4.5.1熵的導(dǎo)出1854年克勞修斯稱該狀態(tài)函數(shù)為熵(entropy)，用符號(hào)S表示，則對(duì)微小rBABAQSSST??????變化，。意義是：系統(tǒng)由狀態(tài)A到狀態(tài)B，?S有唯一的值，等于從A到B可逆過(guò)程的熱rQdST??溫商之和。4.5.2熱力學(xué)第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式——克勞修斯不等式dS??0?QT4.5.3熵增原理對(duì)于絕熱可逆過(guò)程，系統(tǒng)的熵值不變，?S=0；對(duì)絕熱不

5、可逆過(guò)程，系統(tǒng)的熵值增加，?S0在絕熱過(guò)程中系統(tǒng)的熵值永不減少，這就是熵增加原理（principleofentropyincreasing）。孤立系統(tǒng)中自發(fā)過(guò)程的方向總是朝著熵值增大的方向進(jìn)行，直到在該條件下系統(tǒng)熵值達(dá)到最大為止，即孤立系統(tǒng)中過(guò)程的限度就是其熵值達(dá)到最大。這是熵增原理在孤立系統(tǒng)的推廣，孤立系統(tǒng)中熵值永不減少。通常將與系統(tǒng)密切相關(guān)的環(huán)境包括在一起，構(gòu)成一個(gè)孤立系統(tǒng)，利用?S孤立=?S系統(tǒng)??S環(huán)境?0判斷系統(tǒng)自發(fā)過(guò)程的方向