不可能把热从低温物体传到高温物体, 而不引起其它变化 物理化学电子教案—第二章 2-0引言 热力学第一定律告诉我们:体系与环境之 间以热和功的形式所交换的能量严格对应体系 内能的变化。 但是第一定律不能告诉我们,在一定条件 下过程能否发生?进行到什么程度。 例1:钢球下降: 体系能量下降、放热、 自发; 能量升高,但球不能回到原位。而回到原位并 不违背热力学第一定律 例2:焦耳实验重物下降,体系温度升高,而体系 温度下降,重物不会自 动升起。 例3:绝热箱中放两杯不同温度的水和冰, 平衡时二者温度相同。 而温度相同两杯水一 个变为高温的水,另 一个变为冰是不可能 气体从高压向低压膨胀 是自发的,而 等压的气体, 一个球变高压 另一个变真空 是不可能的。 常温常压下的置换反应:Zn 正向反应是自发的;逆向反应是不可能的。 2-1热力学第二定律 上述过程的共同特征:不可逆性 CuZnSO CuSO Zn 1、理想气体向真空自由膨胀U=0,Q=0,W=0,体系本身是孤立物系,能量由集中变分散了,混乱度 变大了。 2、热量由高温物体流给低温物体,能量由原来集中在高温物系上,分散到整个体系,能量分散了,混 乱度提高了。 1与2的两个过程是不同的,但对于孤立物系,就能量分散这 一点而论,它们是相同的。 用什么可以判定化学反应的方向呢?怎样才能找到一个函数用它能判断各种过程的方向,而不用太多 的判据?热力学第二定律能回答这个问题。 对于化学反应,其特点如何呢?1850年 化学家贝特洛(Berchelot) 对化学反应的方向 提出一个规则:“放热反应可以自发的进行, 放热越多” ”。似乎很有道理的一面,吸热 则须有外界帮助,这是非常片 面的,依此吸热 反应不可能发生,其实并非如此。许多化学反 应有正的H。 SiO molKcol 1、Clausins(克劳修斯)说法:“热不能从低温热源传给高温热源,又不引起其它变化。” 2、KelVin(开尔文)说法:“从一个热源吸热,使之全部转化为功,而不产生其它变化是不可能的” [航海,从海水取热作功,航行,功又变为热还给大海(永动机)。 钢球下降,动能变成热传给热源,而热源再供热给钢球,全部用来作功 将钢球升起,这是不可能的。 “第二类永动机是不可能的”。它不违背热力学第一定律,违背热力学 第二定律。 2-2熵函数及其计算 熵),克劳修斯引出