第二章:热力学第二定律(物理化学)
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课程名称《物理化学》2.1 自发变化过程的共同特征1、热力学自发过程热力学自发过程:不需要借助人为(非自然)外力就能够发生的过程;热力学非自发过程:必须借助人为(非自然)外力才能够发生的过程;(1)自发传热↓(2)自发混合(扩散)↓(3)自发化学反应298K 101kPa2H2(g) + O2(g) —————→ 2H2O(l)2、热力学可逆过程体系经过一过程,若体系与环境能同时复原,则称该过程为热力学可逆过程。
例:气体的可逆膨胀或可逆压缩例:1 mol理想气体,在273.2K下1:由202.6 kPa 等温恒外压膨胀到101.3 kPa ;W1 = -1136 J Q1 = 1136 J2:由202.6 kPa等温可逆膨胀到101.3 kPa ;W2 = -1574 J Q2 = 1574 J3:由101.3 kPa等温恒外压压缩到202.6 kPa ;W3 = 2272 J Q3 =-2272 J 4:由101.3 kPa等温可逆压缩到202.6 kPa;W4 = 1574 J Q4 =-1574 J求过程的△U、△H、W、Q。
解:理想气体等温过程:△U = △H = 0等温恒外压膨胀或压缩:W = -Q = -P外(V2—V1)等温可逆膨胀或压缩:W = -Q =-nRT ln(V 2/V 1)————————→结果:例:可逆传热过程例:在标准压强下,将1.80 kg 水从273 K ①用373 K 热源加热到373 K ;②可逆加热加热到373 K ,分析其可逆性。
已知:C pm = 75.8 JK -1 mol -1 解:加热过程:Q = n C pm (T 2-T 1)= 100×75.8×100 = 758 kJ体系降温复原:Q = n C pm (T 1-T 2)= -100×75.8×100 = -758 kJ可逆加热:准备从273 K 到373 K 的热源无穷多个,相临热源温度相差无穷小,让水依次在273 K 到373 K 热源上加热。