第三章热力学第二定律

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1、=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档,欢迎阅读下载=第三章热力学第二定律第三章热力学第二定律 主要公式及其适用条件 1、热机效 率 ？?W/Q1?(Q1?Q2)/Q1?(T1?T2)/ T1 式中：Q1及Q2分别为工质在 循环过程中从高温热源T1所吸收的热 量和向低温热源T2所放出的热量,W为 在循环过程中热机对环境所作的功。此 式适用于在两个不同温度的热源之间所 进行的一切可逆循环。2、卡诺定理的重要结论？?0,可逆循环Q1/T1?Q2/T2?O,不可逆循环?不论是何 种工作物质以及在循环过程中发生何种 变化，在指定的高、低温热源之间，一 切要逆循环的热温商之和必等于零，一切不

2、可逆循环的热温商之和必小 于零。3、熵的定义式dS = dQr/T式中：dQr为可逆热，T为可逆传热dQr 时系统的温度。此式适用于一切可逆过 程熵变的计算。4、克劳修斯不等精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 1 =精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档,欢迎阅读下载=式？不可逆过程2 ?S?(dQ/T)?l可逆过程?def上式表明，可逆过程热温商 的总和等于熵变，而不可逆过程热温商 的总和必小于过程的熵变。5、熵判据 ？?0,不可逆,过程能自动进 行？S(隔)=?S(系统)+ ?S(环 境)？?0，可逆，系统处于平衡态此式适用于隔离系统。只有隔离系统的总

3、熵 变才可人微言轻过程自动进行与平衡的 判据。在隔离系统一切可能自动进行的 过程必然是向着熵增大的方向进行，绝 不可能发生?S6、熵变计算的主要公式2dU?pdV2dH?VdpdQr ?1T11TT 对于 封闭系统，一切可逆过程的熵变计算式， 皆可上式导出。？S =nCV,mln(T2/Tl) + nRln(V2/Vl)=nCp,mln(T2/T1) + nRln(p2/p1) = nCV,mln(p2/p1) + nCp,mln(V2/V1) 上式适用于封闭系统、理想气体、CV,m= 常数、只有pVT变化的一切过 程。 ?TS = nRln(V2/V1) = nRln(p2/p)=精选公文范

4、文，管理类，工作总结类，工作计划类文档,欢迎阅读下载= 此式适用于物质的量n定的理想气体、 dT=0的过程或始、末态温度相等的过 程。?S?2?pS二?（nCp,m/T）dT12 32此式适用于物质的量n 定的任意物质、dp=O的过程或始、末态压 力相等的过程。 ?VS=?（nCV,m/T）dT 12此式适用n 定的任意物质、dV=0 的过程或始、末态体积相等的过 程。 ？S=?H/T式中?H又称为可逆相变热。此式适用于dT=0、dp=0 的可逆相变过程。环境的熵变？S（环）=Q（环）/T（环）=?Q（系）/T（环）式中：Q（环）和Q（系）分别为环境的可逆热和系统与环境实际 交换的热，T是视环

5、境为很大恒温热源 时的环境温度。7、热力学第三定律的说法 在0K时，纯物质完美晶 体的熵值为零。即 S*=0式中符号*表示纯物质。8、标准摩尔反应 熵 ？?mSm（）?vBSm,B（）?式中：vB为化学反应中任一物质的计量系 数，对反应产物取正值，对反应的则为=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档,欢迎阅读下载= 负值；Sm,B()?是在时，参加反应的任一 物质B的标准摩尔熵；？mSm()是在反应 温度为时，参加反应的各物质均处于纯态和标准压力p?=100kPa,反应进行 lmol 反应进度时的熵 变。?mSm(T)= ?mSm()+?rCp,mTdT式中：？rCp,m?vBCp,

6、m(B,?)此式中 B 为参 加反应的任一物质，为B物质的相态。 上式适用于任意温度T时标准反应摩尔 熵的计算。9亥姆霍兹函数的定义 A=U?TS式中：U为系统的热力学能，S为系统在温度T时的规定熵。10、 吉布斯函数的定义defG = H?TS式中：H为系统的焓，S为系统在温度T 时的规定熵。11、亥姆霍兹函数与吉布 斯函数判据？?0能自动进行？T,VA?0平衡?0不能自动进行?def?0能自动进行？ ？T,pG?0平衡?0不能自动进行？条件：dT=0, dv=0, W?=0 条件：dT=0, dp=0, W?=0 12、?TA=Wr此式适用于封闭系=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计

7、划类文档,欢迎阅读下载= 统，dT=O可逆过程。3313、？T,pG?Wr此式适用于封闭系统， dT=0, dp=0可逆过程14、热力学基本方程式dU ? TdS? pdV ； dH ?TdS? Vdp ； dA ? ?pdV? SdT ； dG ? Vdp?SdT上述四式称为热力学基本方程，适用于一定量的单相纯物质只有 pVT变化的一切过程；或者是组成恒定 的封闭系统从一个平衡态变到一另一个 平衡态的过程。有些书上还加上可逆过 程、不作非积功，虽然不错，但这是多 余的。 15、麦克斯韦关系 式？(?T/?V)S = (?p/?S)V ；(?T/?p)S = (?V/?S)p ； ?(?V/?

8、T)p = (?S/?p)T ；(?p/?T)V = (?V/?S)p 上述四式称为麦克斯韦关系式，其适用条 件同热力学基本方程。对于混合系统， 则要求系统的组成恒定，上式中的V和 S分别为系统的总体积和总的规定熵。16、偏摩尔量的定义式 XB = (?X/?nB)T,p,nA?B 式中：X 代表 V、 U、H、S、G、A等具有广延性质的状态精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载、 L 7=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档,欢迎阅读下载= 函数，nA?B表示除B的物质的量变化 dnB夕卜，系统内所有其它的物质的量皆 保持不变。17、化学势的定义式 def

9、?B = (?G/?nB)T,p,ndefA?B 混合 物中物质B的化学势?B，就是该物质的 偏摩尔吉布斯函数。即在温度、压力、 组成恒定的条件下，系统的吉布斯函数 G随B的物质的量的变化率。18、理想 气体的化学势纯理想气体的化学势 ?*?RTln(p/p?) 式中：? 为纯理想气体在温度T、p=p?=100kPa 下的化学势，称为标准化学势，对于指 定理想气体，它只是温度的函数。 理想气体混合物中任一组分B的化学 势？?B?B?RTln(pB/p?) ?式中：?B仍为纯理想气体B在温度T、压 力为lOOkPa时的化学势，称为B的标准 化学势；pB为混 合气体B气体的分 压力。19、化学势判

10、据 ？?0能自动 进行？ dG?Bdn?B?0平衡?B?上式中？? 表示每一个相各种物质化学势的变化求 和之后，再对各个相化学势的变化求和。精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档,欢迎阅读下载= 在 ？Bdp=O、dT=O、W?=0 条件下， 才能用上式判断相变化或化学变化的方 向和限度。填空题 1、卡诺循环的热温商之和，即Q1/T1 + Q2/T2()0342、任意可逆循环过程的热温商之和， 即?dQ?() ?T?可逆?dQ?() 0 3、任意不可逆循环过程的热温商之和，即？?T?不可逆4、物 质的量为n的理想气体，C

11、V,m=，恒压 过程的熵变?pS = () 5、在封闭系统内 (a)任一可逆绝热过程的熵 变?S； (b)任一不可逆绝热过程的熵变?S ()。?6、恒温反应 0=?vBB的标准摩尔反应熵?mSm(T)与参加该反 应各物质的标准摩尔熵Sm(T)之?间的关 系为 ？mSm(T) = ()7、物质的量为n的单原子理想气体，pl、V1的始 态加热至p2、V2的始态，不许用温度表 示的此过程熵变的计算式为?S = nR?0，能自动进行8、用熵变?S?0，平衡?作为判据的条精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 7 =精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档,欢迎阅读下载=

12、 件是。9、恒温过程的亥姆霍兹函数变?TA与该过程可逆功Wr之间的关 系为。10、物质的量为n的理想气体，恒温可逆过程的Q、W、？S、？A、?G 与系统的温度以及系统始末状态的体积 V1和V2、始末状态的压力pl与p2之 间的关系为。提示：此关系式只许用6个符号。？?0,能自动进行11、用吉布斯函数变?G?作为过程判据的条 件是。?0,平衡?0,能自动进行12、用亥姆霍兹函数变?A?作为过程判据的 条件是。 ？?0，平衡13、热力学基本 方程或麦克斯韦关系式可知：(a)(?U/?S)V=；(b)(?H/?p)S= ；(c)(?G/?p)T= (d) (?p/?T)V= ；(e)(?V/?T)p

13、= 14、偏摩尔熵的定义式为SB= 15、封闭系统，?A=?G的条件是。单 项选择填空题1、在绝热、恒压、W?=0的封闭系统内发生下列反应:H2(g) + (g) fH2O(g)使系统的温度升高、体 积为大。此过程的W()； ?rUm)m )选择填入：(a)0;=0; (c)=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档,欢迎阅读下载=2、在绝热、恒容、W?=0的封闭系统内 发生下列反应：H2(g) + (g) -H20(g使 系统的温度升高、压力变大。此过程的 W()； ?rUm )m ) 选择填入：(a)0;=0; (c)3、一定量的某理想气体经过节流膨胀，此过程 的?U； ?H； ?

14、S； ?G； ?A。选择填入：(a)0;=0； (c)354、在一个体积恒定的绝热箱内，中间有一绝 热隔板将其分为体积相同的两部分。一 边装有300K、400kPa的A(g)，另一边 装有500、600kPa的B(g)。抽去隔板， A、B混合达到平衡，此过 程 ?U ； ?W ； ?H ； ?Q ； ?S。选择 填入：(a)0;=0; (c) 选择填入：(a) 0; (b) =0; (c)6、2 mol 冰在、下熔化为2mol的水。此过程的体积功 W； ?H； ?S； ?G。选择填入：(a)0;=0; (c)7、2 mol某理想气体，其CV,m = R，600K、400kPa 的始态变为 600K、200kPa的末态，此过程的 Q； W； ?U； ?H； ?S； ?G； ?A。选择=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档,欢迎阅读下载=填入：（a）0;=0; （c）8、根据热力学第二定律可知，任一循环过程中的。 选择填入：（a）功与热可以完全互相转 换；（b）功与热都不能完全互相转换；（c）功可以完全转变为热，热不能完全转变为功；（d）功不能完全转变为热，热