清華大學(xué)物理化學(xué)B-熱力學(xué)第二定律-1

1、1熱力學(xué)第二定律（熱力學(xué)第二定律（I）物理化學(xué)物理化學(xué) BPhysical Chemistry B王立鐸清華大學(xué)化學(xué)系2第一次作業(yè)問題反饋： 思考題第6題：注意前后兩個(gè)等式中壓力概念的不同！ 作業(yè)題第4題：部分同學(xué)對題目中的表達(dá)方式不太熟悉，CP,m/(J.mol-1.K-1)=27.28+3.26*10-3（T/K）的意思是指CP,m=27.28+3.26*10-3T，T的單位是K。此處需要用到公式進(jìn)行積分計(jì)算。 3封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律數(shù)學(xué)表達(dá)式：封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律數(shù)學(xué)表達(dá)式：WQU氣體氣體真空真空高溫高溫低溫低溫低壓低壓高壓，自動(dòng)？高壓，自動(dòng)？低溫低溫高溫，自動(dòng)？高溫，自動(dòng)？熱力

2、學(xué)第一定律回顧：熱力學(xué)第一定律回顧：滿足熱力學(xué)第一定律的過程一定能自動(dòng)進(jìn)行嗎？滿足熱力學(xué)第一定律的過程一定能自動(dòng)進(jìn)行嗎？4(1) 理想氣體等溫膨脹與壓縮過程理想氣體等溫膨脹與壓縮過程N(yùn)2(400 kPa, 6 m3) N2(100 kPa, 24 m3)p外外= 0 正向自動(dòng)進(jìn)行正向自動(dòng)進(jìn)行p外外=400 kPaT=273 K 熱力學(xué)第一定律無法回答過程的方向和限度的問題！熱力學(xué)第一定律無法回答過程的方向和限度的問題！要解答過程的方向和限度的問題需要熱力學(xué)第二定律！要解答過程的方向和限度的問題需要熱力學(xué)第二定律！H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(l)電解電解燃燒燃燒(2) 氫氣的燃燒

3、過程與水的電解氫氣的燃燒過程與水的電解正向自動(dòng)進(jìn)行正向自動(dòng)進(jìn)行52-1 宏觀自然過程共同特征宏觀自然過程共同特征1. 自發(fā)過程的方向和限度自發(fā)過程的方向和限度自發(fā)過程自發(fā)過程(spontaneous process)： 在一定環(huán)境條件下，在一定環(huán)境條件下，無需外力推動(dòng)，無需外力推動(dòng)，任其自然任其自然就能自動(dòng)發(fā)生的過程稱為自發(fā)過程。就能自動(dòng)發(fā)生的過程稱為自發(fā)過程。另一種表述另一種表述： 在一定環(huán)境條件下，在一定環(huán)境條件下，如果不做非體積功如果不做非體積功（即不（即不耗費(fèi)電功、光能等），任其自然就能自動(dòng)發(fā)生的過耗費(fèi)電功、光能等），任其自然就能自動(dòng)發(fā)生的過程稱為自發(fā)過程。程稱為自發(fā)過程。6 一切自發(fā)

4、過程都有一定的變化方向和限度，而且一切自發(fā)過程都有一定的變化方向和限度，而且其逆過程不能自動(dòng)進(jìn)行。其逆過程不能自動(dòng)進(jìn)行。一切自發(fā)過程都是不可逆過程！一切自發(fā)過程都是不可逆過程！ 任何一個(gè)自發(fā)過程，讓其返回時(shí)，環(huán)境無一例外任何一個(gè)自發(fā)過程，讓其返回時(shí)，環(huán)境無一例外要付出代價(jià)，即環(huán)境不可能復(fù)原！要付出代價(jià)，即環(huán)境不可能復(fù)原！舉例：舉例： 水流：高水位水流：高水位 低水位低水位 限度是水位相等限度是水位相等 傳熱：高溫傳熱：高溫 低溫低溫 限度是溫度相等限度是溫度相等 擴(kuò)散：高濃度擴(kuò)散：高濃度 低濃度低濃度 限度是濃度相等限度是濃度相等 思考題：可逆過程與自發(fā)過程的主要不同點(diǎn)是什么？思考題：可逆過程

5、與自發(fā)過程的主要不同點(diǎn)是什么？7回顧：回顧： 理想氣體等溫可逆膨脹與可逆壓縮過理想氣體等溫可逆膨脹與可逆壓縮過程程N(yùn)2(3kPa, 1 m3) N2(1 kPa, 3 m3) 膨脹膨脹W/kJ 3.296Q/kJ 3.296 等溫可逆膨脹等溫可逆膨脹壓縮壓縮-3.296-3.296等溫可逆壓縮等溫可逆壓縮“雙復(fù)原雙復(fù)原”：逆向進(jìn)行之后系統(tǒng)恢復(fù)到原狀態(tài)，在環(huán)境：逆向進(jìn)行之后系統(tǒng)恢復(fù)到原狀態(tài)，在環(huán)境中不留下影響。中不留下影響。逆QQr逆WWr 可逆過程進(jìn)行之后，可逆過程進(jìn)行之后，在系統(tǒng)和環(huán)境中產(chǎn)生在系統(tǒng)和環(huán)境中產(chǎn)生的后果能同時(shí)完全消失。的后果能同時(shí)完全消失。8理想氣體等溫自發(fā)膨脹過程理想氣體等溫自

6、發(fā)膨脹過程N(yùn)2(3kPa, 1 m3) N2(1 kPa, 3 m3) 膨脹膨脹W/kJ 0Q/kJ 0 p外外= 0自發(fā)自發(fā)p外外=3kPa壓縮壓縮-6-6環(huán)境沒有復(fù)原（對于環(huán)境是環(huán)境沒有復(fù)原（對于環(huán)境是“得熱失功得熱失功” 。 注意，熱和功的能量品位不等價(jià)）注意，熱和功的能量品位不等價(jià)）除非能在環(huán)境中把除非能在環(huán)境中把6kJ的熱全部變?yōu)楣Φ臒崛孔優(yōu)楣ΑＲ冻龃鷥r(jià)要付出代價(jià)9自發(fā)過程自發(fā)過程單向單向地從不平衡到平衡。地從不平衡到平衡。自發(fā)過程的逆過程不可能自動(dòng)發(fā)生。自發(fā)過程的逆過程不可能自動(dòng)發(fā)生。自發(fā)過程都是自發(fā)過程都是不可逆不可逆過程。過程。 2. 自發(fā)過程的共同特征自發(fā)過程的共同特征1

7、02-2 熱力學(xué)第二定律的表述熱力學(xué)第二定律的表述The Second Law of Thermodynamics Clausius說法：說法：“熱不可能從低溫物體傳到高熱不可能從低溫物體傳到高溫物體，溫物體，而不引起其他變化而不引起其他變化?！?熱源熱源第二類第二類永動(dòng)機(jī)永動(dòng)機(jī)QWLord Kelvin第二類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)不可能！不可能！兩種典型說法：兩種典型說法： Kelvin 說法說法 ：“不可能從單一熱源取出熱不可能從單一熱源取出熱使之完全變?yōu)楣?，使之完全變?yōu)楣?，而不發(fā)生其他變化而不發(fā)生其他變化?！睆膯我粺嵩慈〕鰺崾怪耆?yōu)楣Γ陨硌h(huán)工作的熱機(jī)稱為從單一熱源取出熱使之完全變?yōu)楣?/p>

8、，自身循環(huán)工作的熱機(jī)稱為第二類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)11 是人類長期經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，不必進(jìn)行數(shù)學(xué)證明。是人類長期經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，不必進(jìn)行數(shù)學(xué)證明。 用途用途：判別過程的方向性判別過程的方向性需要更為方便的判據(jù)？需要更為方便的判據(jù)？122-3 Carnot 循環(huán)和循環(huán)和 Carnot 定理定理 關(guān)于熱機(jī)關(guān)于熱機(jī)(循環(huán)循環(huán))效率效率 1211QQQQW 11 12QQ熱機(jī)（熱機(jī)（heat engine) 通過某種工作介質(zhì)，將熱轉(zhuǎn)換為功的裝置通過某種工作介質(zhì)，將熱轉(zhuǎn)換為功的裝置 在兩個(gè)熱源之間在兩個(gè)熱源之間循環(huán)工作循環(huán)工作的任意熱的任意熱機(jī)效率為：機(jī)效率為： 系統(tǒng)對外做功與從高溫?zé)嵩次鼰嶂?。系統(tǒng)對外做功與從高

9、溫?zé)嵩次鼰嶂取1T2Q10Q20W熱機(jī)熱機(jī)13A（p1,V1, T1)B（p2,V2, T1)C（p3,V3, T2)D（p4,V4, T2)（1）（2）（3)（4）Q1Q2pV理想氣體理想氣體卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)1824 Sadi Carnot(1) 等溫可逆膨脹等溫可逆膨脹(2) 絕熱可逆膨脹絕熱可逆膨脹(3) 等溫可逆壓縮等溫可逆壓縮(4) 絕熱可逆壓縮絕熱可逆壓縮以以nmol的的理想氣體理想氣體作為工作介質(zhì)，放在一個(gè)氣缸中，以作為工作介質(zhì)，放在一個(gè)氣缸中，以兩個(gè)等溫可逆過兩個(gè)等溫可逆過程程和和兩個(gè)絕熱可逆過程兩個(gè)絕熱可逆過程構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)，稱為卡諾循環(huán)。構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)，稱為卡諾循環(huán)。課

10、堂練習(xí)：求解各個(gè)過程的課堂練習(xí)：求解各個(gè)過程的U U、Q Q和和W W。14(1) 等溫可逆膨脹等溫可逆膨脹：0U)/ln(12111VVnRTWQ (2) 絕熱可逆膨脹絕熱可逆膨脹：02Q)(12,2TTnCWUmv(3) 等溫可逆壓縮等溫可逆壓縮：0U)/ln(34232VVnRTWQ (4) 絕熱可逆壓縮絕熱可逆壓縮：04Q)(21,4TTnCWUmv可以看到可以看到：W2+W4=015142111132121 rrrrVTVTVTVT由由絕熱可逆過程絕熱可逆過程方程方程：4312VVVV )/ln()/ln(11123412121VVVVTTQQQWr 21314321QQWWWWWW

11、W 因此因此：121TTr 161212TTQQ分析可逆熱機(jī)的情況：121QQ121TTr由此可得等式：02211TQTQ思考題：從上式給我們什么啟示？ 嘗試凝練普適性的關(guān)鍵科學(xué)問題！特別提示：可逆過程的Q/T （簡稱熱溫商）是一個(gè)重要的 熱力學(xué)物理量！17卡諾定理卡諾定理：（：（1824） 所有工作于同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的熱機(jī)，所有工作于同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的熱機(jī)，以以可逆熱機(jī)可逆熱機(jī)的的效率最高效率最高。推論推論: 所有工作于同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的所有工作于同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的可逆可逆熱機(jī)熱機(jī)，其熱機(jī)效率與卡諾機(jī)相同，而，其熱機(jī)效率與卡諾機(jī)相同，而與其工作介與其工作介質(zhì)無關(guān)質(zhì)無關(guān)

12、；而；而不可逆熱機(jī)不可逆熱機(jī)的效率必小于卡諾機(jī)。的效率必小于卡諾機(jī)。 )1( 12TTcarrir18A（p1,V1, T1)B（p2,V2, T1)C（p3,V3, T2)D（p4,V4, T2)（1）（2）（3)（4）Q1Q2pV在卡諾循環(huán)中，每一步都在卡諾循環(huán)中，每一步都是是可逆過程可逆過程，根據(jù)功與過，根據(jù)功與過程的關(guān)系，程的關(guān)系，可逆膨脹系統(tǒng)可逆膨脹系統(tǒng)對環(huán)境作最大功對環(huán)境作最大功，可逆壓可逆壓縮環(huán)境對系統(tǒng)作最小功縮環(huán)境對系統(tǒng)作最小功，所以卡諾循環(huán)這種熱機(jī)的所以卡諾循環(huán)這種熱機(jī)的凈功最大凈功最大！為什么卡諾機(jī)效率最高呢？為什么卡諾機(jī)效率最高呢？19Carnot 定理（定理（數(shù)學(xué)表達(dá)式

13、數(shù)學(xué)表達(dá)式）121TT ir cycle= r cycle 實(shí)際意義實(shí)際意義： 的極限的極限提高提高 的根本途徑的根本途徑（增大冷熱源的溫差）（增大冷熱源的溫差）理論意義理論意義Clausius的重大貢獻(xiàn)：的重大貢獻(xiàn)：熵函數(shù)的發(fā)現(xiàn)和熵函數(shù)的發(fā)現(xiàn)和Clausius不等式不等式202-4 熵熵 (Entropy)和和Clausius不等式不等式1. 熵函數(shù)的發(fā)現(xiàn)熵函數(shù)的發(fā)現(xiàn) (Discovery of entropy)121TT 不可逆過程不可逆過程= 可逆過程可逆過程TQS克勞修斯不等式克勞修斯不等式 (Clausius Inequality)29(1) 意義意義：描述了封閉系統(tǒng)中的任意過程的熵

14、變與熱：描述了封閉系統(tǒng)中的任意過程的熵變與熱溫商在數(shù)值上的關(guān)系。溫商在數(shù)值上的關(guān)系。系統(tǒng)中不可能發(fā)生熵變小于系統(tǒng)中不可能發(fā)生熵變小于熱溫商的過程熱溫商的過程。 是一切封閉（是一切封閉（的普的普遍規(guī)律。遍規(guī)律。(2) T是環(huán)境是環(huán)境(熱源）溫度熱源）溫度：當(dāng)使用其中的：當(dāng)使用其中的“”時(shí)，時(shí)， 可認(rèn)為可認(rèn)為T是系統(tǒng)溫度。是系統(tǒng)溫度。(3) 與與“第二類永動(dòng)機(jī)不可能第二類永動(dòng)機(jī)不可能”等價(jià)。等價(jià)。Clausius不等式就是熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式不等式就是熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 不可逆過程不可逆過程= 可逆過程可逆過程TQS克勞修斯不等式克勞修斯不等式 (Clausius Inequalit

15、y)30(4) 用途用途：定量地判斷過程性質(zhì)。：定量地判斷過程性質(zhì)。STQTQ=TQ ir= r意義意義：絕熱系統(tǒng)的熵不可能減少：絕熱系統(tǒng)的熵不可能減少(熵增加原理熵增加原理)利利：定量化，比定律本身方便。：定量化，比定律本身方便。弊弊：同時(shí)計(jì)算：同時(shí)計(jì)算 S和熱溫商，和熱溫商，熱溫商熱溫商的計(jì)算復(fù)雜。的計(jì)算復(fù)雜。思考題：從同一始態(tài)，是否可以分別設(shè)計(jì)思考題：從同一始態(tài)，是否可以分別設(shè)計(jì)絕熱絕熱可逆過程和可逆過程和絕熱絕熱不可逆過程使其達(dá)到相同的末態(tài)？為什么？相關(guān)不可逆過程使其達(dá)到相同的末態(tài)？為什么？相關(guān)3問！問！320S 自發(fā)自發(fā)= 可逆可逆方向方向限度限度 對對孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)沒有外力

16、作用或沒有能量交換干擾：系統(tǒng)沒有外力作用或沒有能量交換干擾（包括沒有非體積功）。（包括沒有非體積功）。孤立系統(tǒng)若發(fā)生不可逆過程，必是自發(fā)的。孤立系統(tǒng)若發(fā)生不可逆過程，必是自發(fā)的。絕熱系統(tǒng)熵增加原理：沒有明確解決自發(fā)與否的方向問題！絕熱系統(tǒng)熵增加原理：沒有明確解決自發(fā)與否的方向問題！ ir(不可逆）不一定自發(fā)。不可逆）不一定自發(fā)。 對對絕熱系統(tǒng)絕熱系統(tǒng)：0S ir= r33意義意義：解決了孤立系統(tǒng)中過程的方向和限度的判別：解決了孤立系統(tǒng)中過程的方向和限度的判別： 孤立系統(tǒng)中發(fā)生的過程，總是自發(fā)地朝著孤立系統(tǒng)中發(fā)生的過程，總是自發(fā)地朝著S增加的增加的方向，直到方向，直到S值達(dá)到最大（平衡狀態(tài)）。孤

17、立值達(dá)到最大（平衡狀態(tài)）。孤立系統(tǒng)的熵增加原理熵判據(jù)系統(tǒng)的熵增加原理熵判據(jù) (entropy criterion)0S 自發(fā)自發(fā)= 可逆可逆方向方向限度限度大孤立系統(tǒng)的重新劃定大孤立系統(tǒng)的重新劃定：環(huán)孤SSS0 自發(fā)自發(fā)= 可逆可逆方向方向限度限度 對對孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)：342-6 熵變的計(jì)算熵變的計(jì)算 基本公式基本公式： 基本方法基本方法：若若r，套公式；，套公式；若若ir，則設(shè)計(jì)可逆過程（，則設(shè)計(jì)可逆過程（始末態(tài)相同始末態(tài)相同）。21rTQS1. 1. 理想氣體簡單物理變化過程理想氣體簡單物理變化過程例例1 1: He(273K, 1MPa) He( T2, 100kPa)理想氣體理想氣體

18、分別經(jīng)歷分別經(jīng)歷: :(1) (1) 等溫可逆過程等溫可逆過程; (2) ; (2) 等溫恒外壓過程等溫恒外壓過程; ; (3) (3) 等容過程等容過程; (4) ; (4) 絕熱可逆過程絕熱可逆過程; ;(5) (5) 絕熱恒外壓過程。絕熱恒外壓過程。求上述各過程的熵變。求上述各過程的熵變。35(1) (1) 等溫可逆過程等溫可逆過程1 -1221KJ1 .19lnlnVVnRppnRTQS(2) (2) 等溫等溫恒外壓過程恒外壓過程（p p外外=100kPa=100kPa）J 2043)1 ( )()( 1212212ppnRTpnRTpnRTpVVpwQ外 KJ 48. 7 1 -TQ

19、SS S 與可逆過程與可逆過程(1)(1)相同！與過程無關(guān)！相同！與過程無關(guān)！ 適用于理想氣體的任意等溫過程適用于理想氣體的任意等溫過程不可逆過程！不可逆過程！思考題：思考題：S S ？ 36(3) (3) 等容過程等容過程 21,TTmVdTTCnS（如果（如果CV,m,m可視為常數(shù)）可視為常數(shù)）12,lnTTnCSmV(4) (4) 絕熱可逆過程絕熱可逆過程 0 SdTCnUQmVV,21rTQ思考題：對于絕熱不可逆過程，是否可以直接思考題：對于絕熱不可逆過程，是否可以直接利用上式？為什么？利用上式？為什么？37(5) (5) 絕熱恒外壓（不可逆）過程絕熱恒外壓（不可逆）過程He(g)1

20、mol273K, 1 MPaHe(g)1 mol174.8K, 100kPaHe(g)1 mol273K, 100 kPap外=100kPa1.等溫可逆過程等溫可逆過程2. 等壓可逆過程等壓可逆過程22121ln SppnRSSS38等壓變溫等壓變溫)/ln(12,21TTnCdTTCnSmpTTmpdTCnHQmpp,條件條件 (1) 等等p簡單變溫簡單變溫(2) Cp可視為常數(shù)可視為常數(shù) ln 21,21TTmpdTTCnppnRS理想氣體理想氣體pVTpVT都發(fā)生變化的過程都發(fā)生變化的過程39pVA(p1V1T1)B(p2V2T2)T1T2理想氣體理想氣體pVTpVT都發(fā)生變化的過程都發(fā)

21、生變化的過程（習(xí)題習(xí)題3） 關(guān)鍵是掌握基本關(guān)鍵是掌握基本方法方法。其他方式？其他方式？ ln 21,21TTmpdTTCnppnRS ln 21,12TTmVdTTCnVVnRS40例例2. 如圖有一如圖有一絕熱絕熱容器，其中一塊用銷釘固定的容器，其中一塊用銷釘固定的絕絕熱隔板熱隔板將容器分為兩部分，兩邊分別裝有將容器分為兩部分，兩邊分別裝有理想氣理想氣體體He和和H2，狀態(tài)如圖。若將隔板換作一塊，狀態(tài)如圖。若將隔板換作一塊鋁板鋁板，則容器內(nèi)的氣體則容器內(nèi)的氣體(系統(tǒng)系統(tǒng))便發(fā)生狀態(tài)變化。求此過便發(fā)生狀態(tài)變化。求此過程的程的(1) H；(2) S。1mol He(g)200K101.3kPa1

22、mol H2(g)300K101.3kPa解：解：選系統(tǒng)、求末態(tài)：選系統(tǒng)、求末態(tài)： 過程特點(diǎn)：孤立系統(tǒng)，過程特點(diǎn)：孤立系統(tǒng)， U = 0)H()He(2UUU0K30025K2002322TRnTRnT2 = 262.5K請同學(xué)們課堂練習(xí)解題思路！請同學(xué)們課堂練習(xí)解題思路！411mol He(g)200K101.3kPa1mol H2(g)300K101.3kPa(1) )H()He(2HHHK300K5 .26227K200K5 .26225RnRnJ9 .207)H()He(2SSS3005 .262ln252005 .262ln23RnRn0KJ61. 01（2）對于等容變溫過程）對于等

23、容變溫過程12,lnTTnCSmV1mol He(g)262.5K1mol H2(g)262.5K等等容容變變溫溫42例例3. 系統(tǒng)及其初態(tài)同例系統(tǒng)及其初態(tài)同例2。若將隔板換作一個(gè)若將隔板換作一個(gè)可可導(dǎo)熱的導(dǎo)熱的理想活塞理想活塞，求，求 S。1mol He(g)200K101.3kPa1mol H2(g)300K101.3kPa解：解： 選系統(tǒng)（孤立系統(tǒng)）選系統(tǒng)（孤立系統(tǒng)） 求末態(tài)求末態(tài) (與例與例2末態(tài)溫度相同嗎？末態(tài)溫度相同嗎？) T2 = 262.5K U = 0 T2與例與例2相同：相同：0)H()He(2UUU433m0410. 0101300300101300200RRV總kPa4

24、 .1060410. 05 .26222RppVTpVT都發(fā)生變化的過程都發(fā)生變化的過程 求熵變求熵變 S = S(He) + S(H2)200 K101.3 kPa262.5 K106.4 kPa S(He) = ?irHe:1mol He(g)200K101.3kPa1mol H2(g)300K101.3kPa1mol He(g)262.5Kp2, V2(He)1mol H2(g)262.5Kp2, V2(H2)200 K106.4 kPa等等T, r等等p, r思考題：求解上述條件下的熵變。思考題：求解上述條件下的熵變。44 一般可逆相變?yōu)榈纫话憧赡嫦嘧優(yōu)榈萒，等，等p，W 0的可逆過程

25、的可逆過程 Qr = HTHS 其中，其中， H：可逆相變熱：可逆相變熱T：可逆相變溫度：可逆相變溫度(1) 可逆相變可逆相變(2) 不可逆相變不可逆相變方法：方法：設(shè)計(jì)可逆過程設(shè)計(jì)可逆過程2. 相變過程的熵變相變過程的熵變 (Entropy change in a phase-transition)45例例4. 試求試求298.15K及及p 下，下，1mol H2O(l)氣化氣化過程的過程的 S。已知：。已知：Cp,m(H2O, l) = 75 J.K-1.mol-1，Cp,m(H2O, g) = 33 J.K-1. mol-1 ，298.2K時(shí)水的蒸氣壓為時(shí)水的蒸氣壓為3160Pa， gl

26、Hm(H2O, 373.2K) = 40.60 kJ.mol-1。解：解：1mol H2O(l)298.15K，p S = ?等等T, p, ir H2O(g)298.15K，p H2O(l)373.15K，p H2O(g)373.15K，p 等等T, p, r等等 p, r等等 p, r S1 S2 S3SSSS15.37315.298ln3315.3731060.4015.29815.373ln7531KJ118思考解題思路？思考解題思路？463. 混合過程的熵變混合過程的熵變 (Entropy of mixing) 混合過程很多，但均不可逆?；旌线^程很多，但均不可逆。所以需要所以需要設(shè)計(jì)

27、可逆過程設(shè)計(jì)可逆過程。 不同理想氣體的混合過程不同理想氣體的混合過程： 理想氣體混合物的容量性質(zhì)，均理想氣體混合物的容量性質(zhì)，均可按組分進(jìn)行加和?？砂唇M分進(jìn)行加和。理想氣體混合物理想氣體混合物A(g)+B(g)+C(g)+*C*B*AUUUU*C*B*AHHHH*C*B*ASSSSBBSS47 等等T，p下不同理想氣體的混合熵下不同理想氣體的混合熵nAT，pnBT，pnCT，p抽去隔板抽去隔板等等T，pnA+nB+nC+T，pnB：T，pT，pB SBBBBBBlnlnxRnppRnSBBBBB)ln(xRnSSBBmixln xnRS條件：條件：等等T，p不同理想不同理想氣體的混合過程氣體的

28、混合過程48非等非等T，p下不同理想氣體的混合熵下不同理想氣體的混合熵 如如 教材教材p43 例例2-3第二問第二問 和和 習(xí)題習(xí)題4 就屬于此類內(nèi)容就屬于此類內(nèi)容BBmixSS習(xí)題習(xí)題4. 計(jì)算下述混合過程的熵變計(jì)算下述混合過程的熵變1molO2(g)283.15K,V1mol N2(g)293.15K,VO2+N2T2VQ = 0請同學(xué)們課堂練習(xí)解題思路！請同學(xué)們課堂練習(xí)解題思路！491. 確定系統(tǒng)和末態(tài)確定系統(tǒng)和末態(tài)：以全部氣體為體系以全部氣體為體系 0 , 0 , 0 UwQ 0)15.293()15.283( 2222,TCnTCnNVNOVOK 15.288 T1molO2(g)2

29、83.15K,V1mol N2(g)293.15K,VO2+N2T2VQ = 050 22NOSSS分別考慮分別考慮O2、 N2 的狀態(tài)變化的狀態(tài)變化 O2：（：（283.15K,V） (288.15K, 2V) N2: (293.15K,V) (288.15K, 2V)P V TP V T都發(fā)生變化的過程都發(fā)生變化的過程!ir2. 求熵變求熵變： ln 212,21TTmpOdTTCnppnRSir ln 212,21TTmpNdTTCnppnRS514. 環(huán)境熵變環(huán)境熵變當(dāng)環(huán)境當(dāng)環(huán)境系統(tǒng)時(shí)，對于環(huán)境而言系統(tǒng)時(shí)，對于環(huán)境而言實(shí)際熱即等于實(shí)際熱即等于可逆熱可逆熱。計(jì)算。計(jì)算 S環(huán)環(huán)應(yīng)以環(huán)境吸熱為正。應(yīng)以環(huán)境吸熱為正。環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)TQS 大孤立系統(tǒng)大孤立系統(tǒng)：環(huán)孤SSS0 自發(fā)自發(fā)= 可逆可逆方向方向限度限度52例例5. 試證明試證明298.2K及及p 下，水的氣化過程不可能發(fā)生。下，水的氣化過程不可能發(fā)生。已知：已知：Cp,m(H2O, l) = 75 J.K-1.mol-1， Cp,m(H2O, g) = 33 J.K