③ 化学与化工学院 第三章 熟学发 不可能把热从低温 物体传到高温物 体,而不引起其它 化 The Second law of thermodynamics
Chemistry 化学与化工学院 ＆ Chemical Engineering 第三章 不可能把热从低温 物体传到高温物 体，而不引起其它 变化
③ 化学与化工学院 s3.1自发变化的共同特征 §3.2热力学第二定律 §3.3 Carnot定理 §34熵的概念 §3.5 Clausius不等式与熵增加原理 §3.6热力学基本方程与T图 §37熵变的计算 §3.8熵和能量退降
Chemistry 化学与化工学院 ＆ Chemical Engineering §3.1 自发变化的共同特征 §3.2 热力学第二定律 §3.3 Carnot定理 §3.4 熵的概念 §3.5 Clausius不等式与熵增加原理 §3.6 热力学基本方程与T-S图 §3.7 熵变的计算 §3.8 熵和能量退降
③ 化学与化工学院 §3.9热力学第二定律的本质和熵的统计意义 §310 Helmhol和 Gibbs自由能 s3.11变化的方向与平衡条件 s312△G的计算示例 §3.13几个热力学函数间的关系 §3.14热力学第三定律及规定熵 *§315绝对零度不能到达的原理 *§316不可逆过程热力学简介 *§317信息熵浅释 H
Chemistry 化学与化工学院 ＆ Chemical Engineering §3.10 Helmholtz和Gibbs自由能 §3.11 变化的方向与平衡条件 §3.13 几个热力学函数间的关系 §3.12 ΔG 的计算示例 §3.14 热力学第三定律及规定熵 *§3.15 绝对零度不能到达的原理 *§3.16 不可逆过程热力学简介 *§3.17 信息熵浅释 §3.9 热力学第二定律的本质和熵的统计意义
③ 化学与化工学院 学习要求 ◆了解自发变化的共同特征,明确热力学第二定律的意义。 ◆了解热力学第二定律与 Carnot定理的联系。理解 Clausius不等 式的重要性。 了解熵的导出与含义,熟记熵增原理、以及A、G的定义,了 解其物理意义。 ◆熟练地计算一些简单过程的AS、AU、△H、△A、△G, 学会如何设计可逆过程,掌握各种变化方向与限度的判据; 熟记热力学基本公式、 Maxell=系式及其应用。 ◆会应用G一H公式。了解熵的统计意义 ◆了解热力学第三定律的内容,知道规定熵值的意义、计算及 其应用
Chemistry 化学与化工学院 ＆ Chemical Engineering ◆了解自发变化的共同特征，明确热力学第二定律的意义。 ◆了解热力学第二定律与Carnot定理的联系。理解Clausius不等 式的重要性。 ◆了解熵的导出与含义，熟记熵增原理、以及A、G的定义，了 解其物理意义。 ◆熟练地计算一些简单过程的∆ S、∆U、∆H、∆A、∆G, 学会如何设计可逆过程，掌握各种变化方向与限度的判据； 熟记热力学基本公式、Maxell关系式及其应用。 ◆会应用G－H公式。了解熵的统计意义 ◆了解热力学第三定律的内容，知道规定熵值的意义、计算及 其应用。 学习要求
③ 化学与化工学院 学习重点 ★熵函数的引入、物理意义、熵判据的适用条件及应用; ★吉布斯自由能的求算及用AG判断过程方向的方法; ★热力学基本函数H、U、A、G间的关系式和基本公式。 学习难点 ★熵的物理意义及熵增加原理; ★用AS、△A、AG判断过程方向及平衡的条件; ★公式的适用条件。 本章的主要任务 判断过程进行的方向和限度
Chemistry 化学与化工学院 ＆ Chemical Engineering 学习重点 ★熵函数的引入、物理意义、熵判据的适用条件及应用； ★吉布斯自由能的求算及用∆G判断过程方向的方法； ★热力学基本函数H、U、A、G间的关系式和基本公式。 学习难点 ★熵的物理意义及熵增加原理； ★用∆S、∆A、∆G判断过程方向及平衡的条件； ★公式的适用条件。 本章的主要任务 ★判断过程进行的方向和限度
③ 化学与化工学院 3.0绪论 热力学第一定律回顾 热力学第一定律: 能量守恒原理 推而广之:物质不灭定律 第一定律揭示出: 世界的第一性是物质的,能量是守恒
Chemistry 化学与化工学院 ＆ Chemical Engineering 3.0绪论 热力学第一定律回顾 热力学第一定律： 能量守恒原理 推而广之： 物质不灭定律 第一定律揭示出： 世界的第一性是物质的，能量是守恒
③ 化学与化工学院 世界处于永恒的运动变化之中: 地壳: 沧海桑田 人生: 生老病死 植物: 花开花落 气象: 风雨雷电 万事万物变化的规律是什么? (热力学第一定理不能回答)
Chemistry 化学与化工学院 ＆ Chemical Engineering 世界处于永恒的运动变化之中： 地壳： 沧海桑田 人生： 生老病死 植物： 花开花落 气象： 风雨雷电 万事万物变化的规律是什么？ （热力学第一定理不能回答）
③ 化学与化工学院 从热力学第一定理出发追根索源 能量转化守恒定律(热力学第一定律)的提出,根本上宣布 第一类永动机是不能造出的,它只说明了能量的守恒与转化及 在转化过程中各种能量之间的相互关系,但不违背热力学第 定律的过程是否就能发生呢?(同学们可以举很多实例! 热力学第一定律(热化学)告诉我们,在一定温度下, 化学反应H2和O2变成H2O的过程的能量变化可用△U(或 △H)来表示。 但热力学第一定律不能告诉我们 什么条件下,H2和O2能自发地变成H2O;什么条件 下,H2O自发地变成H2和O2,(不违背热力学第一定理以及 反应能进行到什么程度?也就是说热力学第一定理不能指出 变化的方向和限度!!
Chemistry 化学与化工学院 ＆ Chemical Engineering 能量转化守恒定律(热力学第一定律)的提出,根本上宣布 第一类永动机是不能造出的,它只说明了能量的守恒与转化及 在转化过程中各种能量之间的相互关系, 但不违背热力学第 一定律的过程是否就能发生呢？（同学们可以举很多实例！ ） 从热力学第一定理出发追根索源 热力学第一定律（热化学）告诉我们，在一定温度下， 化学反应 H2 和 O2 变成 H2O 的过程的能量变化可用 ΔU（或 ΔH）来表示。 但热力学第一定律不能告诉我们： 什么条件下，H2 和 O2 能自发地变成 H2O；什么条件 下，H2O 自发地变成 H2 和 O2；(不违背热力学第一定理)以及 反应能进行到什么程度？也就是说热力学第一定理不能指出 变化的方向和限度！！！
③ 化学与化工学院 大家都知道在自然界中存在许许多多朝一定方向自发 进行的自然过程,即在一定条件无需人为地施加任何外力 就能自动发生的过程。 例如: (1)水从高处流向低处,直至水面的高度相同 (2)气体自动地从高压区流向低压区,直至压力相等。 (3)两个温度不同的金属棒接触,热自动的从高温棒传向低 温棒,直到温度相同。 (4)浓度不均的溶液体系会自动地变成浓度均匀一致等等。 推论: 切自发过程都是有方向性的,人类经验没有 发现哪一个自发过程可以自动地回复原状
Chemistry 化学与化工学院 ＆ Chemical Engineering 大家都知道在自然界中存在许许多多朝一定方向自发 进行的自然过程 ，即在一定条件无需人为地施加任何外力 就能自动发生的过程。 例如： (1) 水从高处流向低处，直至水面的高度相同。 (2) 气体自动地从高压区流向低压区，直至压力相等。 (3) 两个温度不同的金属棒接触，热自动的从高温棒传向低 温棒，直到温度相同。 (4) 浓度不均的溶液体系会自动地变成浓度均匀一致等等。 推论： 一切自发过程都是有方向性的，人类经验没有 一切自发过程都是有方向性的，人类经验没有 发现哪一个自发过程可以自动地回复原状。 发现哪一个自发过程可以自动地回复原状
③ 化学与化工学院 究竟是什么因素决定了自发过程的方向和限度呢?从表面 上看,各种不同的过程有着不同的决定因素,例如: i)决定热量流动方向的因素是温度T; i)决定气体流动方向的是压力P; ii)决定电流方向的是电位v; iv)而决定化学过程和限度的因素是什么呢? 有必要找出一个决定一切自发过程的方向和限度的共同因 素;这个共同因素能决定一切自发过程的方向和限度(包括 决定化学过程的方向和限度);这个共同的因素究竟是什 么,就是热力学第二定律所要解决的中心问题
Chemistry 化学与化工学院 ＆ Chemical Engineering 究竟是什么因素决定了自发过程的方向和限度呢？从表面 上看，各种不同的过程有着不同的决定因素，例如： i）决定热量流动方向的因素是温度T； ii）决定气体流动方向的是压力P； iii）决定电流方向的是电位V； iv）而决定化学过程和限度的因素是什么呢？ ● 有必要找出一个决定一切自发过程的方向和限度的共同因 素；这个共同因素能决定一切自发过程的方向和限度（包括 决定化学过程的方向和限度）；这个共同的因素究竟是什 么，就是热力学第二定律所要解决的中心问题