热化学 (ThermoChemistry)
1,吸热反应 & 放热反应
2,标准态,指定温度 (通常是 298.15K),一个标准大气压,
标准焓变?H?,变化前后物质都处于标准态,
3,热化学方程式,注明状态标准摩尔焓变?Hm?; 标准反应焓变?rH?
rH?= 2?Hm?(H2O) +?Hm?(CO2) -?Hm?(CH4) - 2?Hm?(O2)
热力学第一定律盖斯定律 (Hess’ Law)
热力学第一定律标准摩尔生成焓反应焓,标准态的稳定单质?标准态的 某物质热力学第一定律平均键焓热力学第一定律热力学第一定律反应焓与温度的关系 (基尔霍夫定律 Kirchoff’s Law)
热力学第一定律
Perfectly elastic ball; Vacuum
The First Law Fulfilled!
Real World
1st Law,Where does the energy go?
Broken egg,Disorganized form of matter.
热力学第二定律
(1) 规则运动? 无 规则运动 (混乱度增大 !)
(2) 自发性 (方向性 )
热力学第二定律
impossi
ble
第二类永动机
The Second Law
热力学第二定律熵的表达式熵的定义
Why q,not w?
热力学第二定律
w,有序,对 S无贡献需设计理想气体,恒温,可逆,膨胀热力学第二定律熵是状态函数热力学第二定律
Justification?
热力学第二定律卡诺循环 (Carnot Cycle) 四个可逆过程
(1) A? B 恒温可逆膨胀
(2) B? C 绝热可逆膨胀
(3) C? D 恒温可逆压缩
(4) D?A 绝热可逆压缩
S = Qh/Th
S = 0
S = Qc/Tc
S = 0
等于零理解热力学第二定律热力学第二定律热机效率 (Efficiency of Heat Engine)
W = qh + qc (First Law)
h
c
h
c
h
ch
T
T
q
q
q
qq 11?
(1)?与 Tc,Th关系,
(2) 可逆热机?最大,
(3) 所有可逆热机 (工作于同样的高,低温热源 )的?相同,与工作物质无关,Why?
书上 P51理解热力学第二定律
A B
Th
Tc
qh
qc w? qc
qh?
w?
qh-qh?
所有可逆热机 (工作于同样的高,低温热源 )的?相同,Why?
热力学第二定律
Further Evidence:
S is a State Function
热力学第二定律环境 (Surroundings) 大系统可逆热力学第二定律克劳修斯不等式理想气体的恒温膨胀可逆过程 不可逆过程
)l n (w v
i
f
re V
Vn R T
f
i rre V
Vn R T
vw
(Pex = Pf)
Vf = 2Vi w
rev =? 0.693nRT wirrev =? 0.5nRT
q =? w qrev > qirrev
Ssys = qrev/T = 0.693nR?Ssys State Function
Ssur,rev =? 0.693nR?Ssur,irrev =? 0.5nR?Ssur
Stot?Stot,rev = 0.0?Stot,irrev = 0.193nR
往某一个方向
“自发,
自动?
热力学第二定律
dSsys + dSsur? 0 or dSsys dSsur
su r
su r
su r T
dq
dS?
dqsur =? dq?
dSsys?
T
dq
克劳修斯不等式绝热不可逆
System,dq = 0; dSsys? 0
Surroundings,dqsur = 0; dSsur = 0
Total,dStot? 0
实际热热力学第二定律致冷机卡诺热机 倒 着开致冷机效率 =
从低温热源取走的热对系统做的功Th
Tc
qh
qc
w
ch
c
c
h
c
hch
c
TT
T
T
T
q
qqq
q
1
1
1
1
功全部变为热
1,吸热反应 & 放热反应
2,标准态,指定温度 (通常是 298.15K),一个标准大气压,
标准焓变?H?,变化前后物质都处于标准态,
3,热化学方程式,注明状态标准摩尔焓变?Hm?; 标准反应焓变?rH?
rH?= 2?Hm?(H2O) +?Hm?(CO2) -?Hm?(CH4) - 2?Hm?(O2)
热力学第一定律盖斯定律 (Hess’ Law)
热力学第一定律标准摩尔生成焓反应焓,标准态的稳定单质?标准态的 某物质热力学第一定律平均键焓热力学第一定律热力学第一定律反应焓与温度的关系 (基尔霍夫定律 Kirchoff’s Law)
热力学第一定律
Perfectly elastic ball; Vacuum
The First Law Fulfilled!
Real World
1st Law,Where does the energy go?
Broken egg,Disorganized form of matter.
热力学第二定律
(1) 规则运动? 无 规则运动 (混乱度增大 !)
(2) 自发性 (方向性 )
热力学第二定律
impossi
ble
第二类永动机
The Second Law
热力学第二定律熵的表达式熵的定义
Why q,not w?
热力学第二定律
w,有序,对 S无贡献需设计理想气体,恒温,可逆,膨胀热力学第二定律熵是状态函数热力学第二定律
Justification?
热力学第二定律卡诺循环 (Carnot Cycle) 四个可逆过程
(1) A? B 恒温可逆膨胀
(2) B? C 绝热可逆膨胀
(3) C? D 恒温可逆压缩
(4) D?A 绝热可逆压缩
S = Qh/Th
S = 0
S = Qc/Tc
S = 0
等于零理解热力学第二定律热力学第二定律热机效率 (Efficiency of Heat Engine)
W = qh + qc (First Law)
h
c
h
c
h
ch
T
T
q
q
q
qq 11?
(1)?与 Tc,Th关系,
(2) 可逆热机?最大,
(3) 所有可逆热机 (工作于同样的高,低温热源 )的?相同,与工作物质无关,Why?
书上 P51理解热力学第二定律
A B
Th
Tc
qh
qc w? qc
qh?
w?
qh-qh?
所有可逆热机 (工作于同样的高,低温热源 )的?相同,Why?
热力学第二定律
Further Evidence:
S is a State Function
热力学第二定律环境 (Surroundings) 大系统可逆热力学第二定律克劳修斯不等式理想气体的恒温膨胀可逆过程 不可逆过程
)l n (w v
i
f
re V
Vn R T
f
i rre V
Vn R T
vw
(Pex = Pf)
Vf = 2Vi w
rev =? 0.693nRT wirrev =? 0.5nRT
q =? w qrev > qirrev
Ssys = qrev/T = 0.693nR?Ssys State Function
Ssur,rev =? 0.693nR?Ssur,irrev =? 0.5nR?Ssur
Stot?Stot,rev = 0.0?Stot,irrev = 0.193nR
往某一个方向
“自发,
自动?
热力学第二定律
dSsys + dSsur? 0 or dSsys dSsur
su r
su r
su r T
dq
dS?
dqsur =? dq?
dSsys?
T
dq
克劳修斯不等式绝热不可逆
System,dq = 0; dSsys? 0
Surroundings,dqsur = 0; dSsur = 0
Total,dStot? 0
实际热热力学第二定律致冷机卡诺热机 倒 着开致冷机效率 =
从低温热源取走的热对系统做的功Th
Tc
qh
qc
w
ch
c
c
h
c
hch
c
TT
T
T
T
q
qqq
q
1
1
1
1
功全部变为热
