物理化学简明教程(印永嘉)-热力学第二定律习题课ppt课件.pptx

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1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第二章热力学第二定律第二章热力学第二定律 习题课习题课概念和公式概念和公式概念和公式概念和公式例例例例1 1 例例例例2 2 例例例例3 3 例例例例4 4 例例例例5 5例例例例6 6例例例例7 7例例例例8 8例例例例9 9例例例例1010例例例例1111例例例例1212经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用一、方向和平衡的判据一、方向和平衡的判据1 1 熵判据熵判据熵判

2、据熵判据 孤立系统：孤立系统：孤立系统：孤立系统：(S S)U,V U,V 0 0 密闭系统：密闭系统：密闭系统：密闭系统：S S Q/T Q/T2.2.亥氏自由能判据亥氏自由能判据亥氏自由能判据亥氏自由能判据 (A A)T,VT,V W W (A A)T T W W3.3.吉吉吉吉氏自由能判据氏自由能判据氏自由能判据氏自由能判据 (G G)T,p T,p W W经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、热力学关系式二、热力学关系式1 1 定义式：定义式：定义式：定义式：H=U+pV H=U+pV A=

3、U A=U TS TS G=H G=H TS TS2 2 热力学基本公式：热力学基本公式：热力学基本公式：热力学基本公式：dU=TdS dU=TdS pdV pdV WWr r dH=TdS+Vdp dH=TdS+Vdp WWr r dA=dA=SdT SdT pdV pdV WWr r dG=dG=SdT+Vdp SdT+Vdp WWr r 适用条件：密闭系统的任意过程适用条件：密闭系统的任意过程适用条件：密闭系统的任意过程适用条件：密闭系统的任意过程经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3 Maxw

4、ell关系式关系式dU=TdS pdVdA=SdT pdVdG=SdT+VdpdH=TdS+Vdp经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4 热容关系式热容关系式经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用三、熵变的计算三、熵变的计算1.1.任何物质简单状态变化任何物质简单状态变化任何物质简单状态变化任何物质简单状态变化 S=f S=f(T,VT,V)或或或或 S=f S=f(T,pT,p)若是液体、固体，右边第二项可忽

5、略。若是液体、固体，右边第二项可忽略。若是液体、固体，右边第二项可忽略。若是液体、固体，右边第二项可忽略。对于实际气体，使用其气态方程求偏微商对于实际气体，使用其气态方程求偏微商对于实际气体，使用其气态方程求偏微商对于实际气体，使用其气态方程求偏微商经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2 相变相变2.2.不可逆相变：不可逆相变：不可逆相变：不可逆相变：（须设计可逆相变过程）须设计可逆相变过程）须设计可逆相变过程）须设计可逆相变过程）rSmyyyy=i Sm,iyyyy1.1.可逆相变：可逆相变：可逆相

6、变：可逆相变：S S 3 3 化学反应的化学反应的化学反应的化学反应的 S S（须设计可逆过程）（须设计可逆过程）（须设计可逆过程）（须设计可逆过程）HH(可逆相变焓可逆相变焓可逆相变焓可逆相变焓)T T(相变温度相变温度相变温度相变温度)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用四、四、G的计算的计算1.1.最大功最大功最大功最大功(有效功有效功有效功有效功)原理原理原理原理(适用于相变与化学变化适用于相变与化学变化适用于相变与化学变化适用于相变与化学变化)(G G)T,pT,p=W=Wr r (A A)

7、T,VT,V=W=Wr r (A A)T T=W=Wr r 2.2.基本公式基本公式基本公式基本公式 (适用于适用于适用于适用于()T T简单状态变化简单状态变化简单状态变化简单状态变化)3.3.定义式定义式定义式定义式 (适用于适用于适用于适用于温度一定的温度一定的温度一定的温度一定的任何过程任何过程任何过程任何过程)G=G=H-T H-T S S r rG Gmm=r rHHmm-T -T r rS Smm A=A=U-T U-T S S经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.热力学关系热力学关系

8、(适用于相变和化学变化适用于相变和化学变化)HH为常数时为常数时为常数时为常数时经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用五、例题五、例题例例例例1 1 下列各过程中下列各过程中下列各过程中下列各过程中,U U HH S S A A G G何者一定为零何者一定为零何者一定为零何者一定为零 U U HH S S A A G G两种理想气体定温混合两种理想气体定温混合两种理想气体定温混合两种理想气体定温混合理想气定温不可逆膨胀理想气定温不可逆膨胀理想气定温不可逆膨胀理想气定温不可逆膨胀理想气体绝热节流膨胀理想气

9、体绝热节流膨胀理想气体绝热节流膨胀理想气体绝热节流膨胀实际气体绝热节流膨胀实际气体绝热节流膨胀实际气体绝热节流膨胀实际气体绝热节流膨胀实际气体绝热可逆膨胀实际气体绝热可逆膨胀实际气体绝热可逆膨胀实际气体绝热可逆膨胀非理想气体卡诺循环非理想气体卡诺循环非理想气体卡诺循环非理想气体卡诺循环绝热绝热绝热绝热()()p p WW=0=0化学反应化学反应化学反应化学反应0 0C,C,p pyyyy 的的的的冰熔化成水冰熔化成水冰熔化成水冰熔化成水 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用例例2 选择和填空题选择和填

10、空题1.1.下列四种表述中错误的是（下列四种表述中错误的是（下列四种表述中错误的是（下列四种表述中错误的是（）定温定压下的可逆相变，系统的定温定压下的可逆相变，系统的定温定压下的可逆相变，系统的定温定压下的可逆相变，系统的 S=S=H/TH/T系统经一自发过程总有系统经一自发过程总有系统经一自发过程总有系统经一自发过程总有 S S00自发过程的方向就是混乱度增加的方向自发过程的方向就是混乱度增加的方向自发过程的方向就是混乱度增加的方向自发过程的方向就是混乱度增加的方向在绝热可逆过程中，系统的在绝热可逆过程中，系统的在绝热可逆过程中，系统的在绝热可逆过程中，系统的 S S=0=0(A(A)(B)

11、(B)(C)(C)(D)(D)2.2.定温定压下，某化学反应在电池中可逆进行时吸定温定压下，某化学反应在电池中可逆进行时吸定温定压下，某化学反应在电池中可逆进行时吸定温定压下，某化学反应在电池中可逆进行时吸热，据此可判断下列热力学量何者一定大于零热，据此可判断下列热力学量何者一定大于零热，据此可判断下列热力学量何者一定大于零热，据此可判断下列热力学量何者一定大于零()()(A)(A)U U (B)(B)HH (C)(C)S S (D)(D)G GC CC C经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3 3

12、理想气体的理想气体的理想气体的理想气体的attoatto循环由下面四个可逆步骤构成循环由下面四个可逆步骤构成循环由下面四个可逆步骤构成循环由下面四个可逆步骤构成 (A)(A)气体绝热可逆压缩；气体绝热可逆压缩；气体绝热可逆压缩；气体绝热可逆压缩；(B)B)恒容升温，气体从环境吸热；恒容升温，气体从环境吸热；恒容升温，气体从环境吸热；恒容升温，气体从环境吸热；(C)C)气体经绝热可逆膨胀做功；气体经绝热可逆膨胀做功；气体经绝热可逆膨胀做功；气体经绝热可逆膨胀做功；(D)D)恒容降温回到原态。恒容降温回到原态。恒容降温回到原态。恒容降温回到原态。该循环的该循环的该循环的该循环的T-ST-S 图为（

13、图为（图为（图为（）TSD D经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.4.某化学反应在某化学反应在某化学反应在某化学反应在300K,300K,p pyyyy于烧杯中进行时，放热于烧杯中进行时，放热于烧杯中进行时，放热于烧杯中进行时，放热60 60 kJkJ，若在相同条件下在可逆电池中进行吸热若在相同条件下在可逆电池中进行吸热若在相同条件下在可逆电池中进行吸热若在相同条件下在可逆电池中进行吸热6 6 kJkJ，则该系统的熵变为（），则该系统的熵变为（），则该系统的熵变为（），则该系统的熵变为（）J JK

14、K-1-1 (A)(A)200 (B)200 (C)20 (D)20 200 (B)200 (C)20 (D)20 6.6.某气体状态方程为某气体状态方程为某气体状态方程为某气体状态方程为pV=nRT+bppV=nRT+bp(b b0)0)，1mol1mol该气该气该气该气体等温下从体等温下从体等温下从体等温下从V V1 1V V2 2，则，则，则，则 S Smm=()=()5.5.上题中，可能做的最大有效功为（）上题中，可能做的最大有效功为（）上题中，可能做的最大有效功为（）上题中，可能做的最大有效功为（）kJkJ (A)(A)54 (B)54 (C)66 (D)6654 (B)54 (C)66 (D)66D66A经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用7.7.理想气体定温（理想气体定温（理想气体定温（理想气体定温（300K300K）膨胀过程中，从热源）膨胀过程中，从热源）膨胀过程中，从热源）膨胀过程中，从热源吸热吸热吸热吸热600600J J，做的功仅是变到相同终态最大功的，做的功仅是变到相同终态最大功的，做的功仅是变到相同终态最大功的，做的功仅是变到相同终态最大功的1/101/10，则，则，则，则 S S=()=()20J20J KK-1-1