冶金熱力學(xué)的性質(zhì)-熱力學(xué)基本概念-在線瀏覽
2025-02-02 03:18本頁面
【正文】 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第五節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 五、標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓 定義： 在指定溫度、壓力下，一摩爾物質(zhì)（有機(jī)物）與氧完全燃燒時(shí)的反應(yīng)熱效應(yīng) 用 Δ CHθ m表示 利用標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓： 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第五節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 六、相變過程與相變焓 定義： 相變是指物質(zhì)聚集狀態(tài)的變化過程 相變過程的焓變稱為相變焓 利用標(biāo)準(zhǔn)生成焓 計(jì)算相變焓： = （ jmfjj H ,?? ?? ）產(chǎn) （ imfii H ,?? ?? ）反（ ） 產(chǎn) （ ）（ ） 反Δ a Hθ m b冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第五節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 七、溶解焓 定義： 若溶解過程是在恒溫恒壓下進(jìn)行且 W’ =0的條件下進(jìn)行 的，則其熱效應(yīng)就等于溶解過程的焓變 用 ΔsocH表示 八、熱效應(yīng)與溫度的關(guān)系： 任一化學(xué)反應(yīng) A B，若反應(yīng)在恒溫恒壓下進(jìn)行，Δ rH＝ HBHA。 定義 特性： a、不可逆性 b、后果的不可消除性 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律及熵 二、熱力學(xué)第二定律 熱不能自動(dòng)從較冷的物體流向較熱的物體 表述一： 表述二： 設(shè)計(jì)一個(gè)循環(huán)往復(fù)工作的熱機(jī)，它除使熱從較冷的物體流向較熱的物體外不發(fā)生其它變化使不可能的（克勞休斯說法） 表述三： 從單一熱源取出熱使之完全變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其它變化，是不可能的。 （一）卡諾循環(huán) 該熱機(jī)以理想氣體為工作介質(zhì)，工作過程由四步 可逆過程構(gòu)成，稱為卡諾熱機(jī) A C D B 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律及熵 高溫介質(zhì)與高溫?zé)嵩唇佑|，由狀態(tài) A等溫可逆膨脹到 狀態(tài) B 過程（ 1） 12111 VVlnnRTWQ ??1Q為工作介質(zhì)從高溫?zé)嵩次盏臒? 過程（ 2） 工作介質(zhì)從狀態(tài) B絕熱膨脹到狀態(tài) C，此過程 0?Q dTCWTT V??? 212冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律及熵 工作介質(zhì)與低溫?zé)嵩唇佑|，由狀態(tài) C等溫可逆壓縮到 狀態(tài) D 過程（ 3） 34232 VVlnnRTWQ ??2Q為工作介質(zhì)向低溫?zé)嵩瘁尫诺臒? 過程（ 4） 工作介質(zhì)由 D絕熱可逆壓縮過程恢復(fù)到狀態(tài) A 0?Q dTCWTT V??? 124冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律及熵 對整個(gè)循環(huán) 0ΔU ?WQ ? 432121 WWWWQ ?????1QW??卡諾熱機(jī)效率： 121342121VVlnnRTVVlnnRTVVlnnRT ??冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律((((((((((((((((((((((((及熵 因?yàn)檫^程（ 2）與（ 4）均為理想氣體絕熱可逆過程 132121 ?? ? ?? VTVT 142111 ?? ? ?? VTVT所以： 4312VVVV ?因此： 12TT1η ??冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律及熵 在相同的兩個(gè)熱源之間工作的所有熱機(jī)中，以卡諾 卡諾定理： 熱機(jī)的效率最高 所有工作于兩個(gè)同樣熱源之間的可逆熱機(jī)其效率于卡諾熱機(jī)相等且與工作介質(zhì)無關(guān)，而工作于同樣工作于同樣熱源之間的不可逆熱機(jī)其效率小于可逆熱機(jī) 對于循環(huán)工作于兩個(gè)熱源之間的任一熱機(jī)都有： 結(jié)論 : 02211 ??TQTQ冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律及熵 假設(shè)物系經(jīng)過一個(gè)任意的可逆循環(huán)過程，用無數(shù)接近 （二）熵的導(dǎo)出 絕熱可逆線將其分割，在兩條絕熱線之間用等溫 可逆線連接（如右圖） 這樣就構(gòu)成許多小的卡諾循環(huán)。39。2139。39。2139。39。39。39。2239。2239。39。1139。1139?？藙谛菟拱堰@個(gè)函數(shù)命名為 熵 ，并將其定義為 rTQds ??????? ?rBAABBA TQSSS ? ?????????? ?或 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律及熵 因?yàn)? （三）克勞休斯 不等式 所以 rir ?? ? irir ???????? ??121?121TTr ???1212 11TTir?????????? ?02211 ????????? ?irTQTQ冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律及熵 上式表明：在兩個(gè)熱源之間工作的不可逆熱機(jī) 的循環(huán)過 注：在可逆過程中，物系的溫度與熱源的溫度相同，但在不可逆過程中，物系溫度與熱源溫度不一定相同。在孤立物系中，有比較有秩序的狀態(tài)向比較無秩序的狀態(tài)變化式自發(fā)變化的方向，這就是熱力學(xué)第二定律的本質(zhì) 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律及熵 （五）熵變的計(jì)算 rBAABBA TQSSS ? ?????????? ?恒溫過程熵變 TWTUTQS rrBA ?????0??U 2112 lnln21 PPnRTVVnRTP dVW VVr??? ?冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律及熵 所以： 2112 lnlnPPnRVVnRSBA ???（用于理想氣體恒溫可逆膨脹或可逆壓縮過程的熵變） 恒壓變溫過程和恒容變溫過程的熵變 恒壓變溫過程： dTCQ PP ?? dTTCTQS TTPBAPBA ?? ???21? dTTCnS TTmPBA ???21,即 恒容變溫過程： dTTCnS TTmVBA ???21,冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律及熵 相變過程的熵變 THS ???????冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第七節(jié) 熱力學(xué)第三定律 一、熱力學(xué)第三定律的表述 0K時(shí)任何物質(zhì)完美晶體的熵值為零 文字表述： 數(shù)學(xué)表達(dá)式 意義： 可根據(jù)熱力學(xué)第三定律求出 1mol某純物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵－ ? ? 0*0 ?crS0－絕對零度 *－純物質(zhì) cr－結(jié)晶固體 ?mS冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第七節(jié) 熱力學(xué)第三定律 二、化學(xué)反應(yīng)熵變 由于一般物質(zhì)在 25℃ 時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵可以查到所以可以應(yīng)用上式求出該溫度下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵，然后根據(jù)下式： 對于各反應(yīng)物和生成物處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的反應(yīng)，其在反應(yīng)溫度下的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熵 為 ? ?TSr ?? ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?? ?反應(yīng)物產(chǎn)物 ?? ??? TiSTiSTS mimir , ??? ??? ? ? ? dTTCSTS T prr ? ???? 298298??可確定任意溫度 T時(shí)化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熵 ? ?TSr ??冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第八節(jié) 亥
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