任課教師：王錦程Office：友誼校區(qū)創(chuàng)新大廈B-1318Telmail：jchwang@

同種氣體等溫不等壓混合?？稍O想兩室之間有一理想活塞,待兩邊壓力達平衡后,再恒溫、恒壓混合，最后壓縮到V。同種氣體恒溫恒壓混合的熵變?yōu)榱?，第一步的熵變?yōu)椋?/p>

達平衡時的壓力為1.5p0

則其熵變

作業(yè)6-1.作業(yè)講解

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熱力學定律知識框架發(fā)展歷程熱力學第二定律公式孤立系統(tǒng)DS判據(jù)DS的計算過程方向第二定律表述

核心內(nèi)容理論應用Carnot定理DA的計算DG的計算問題提出文字回答理論工具等溫等容DA判據(jù)等溫等壓DG判據(jù)熱力學第一定律公式

熱力學基本關(guān)系式3/28第四章熱力學函數(shù)及基本關(guān)系式4.1亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能4.2熱力學基本關(guān)系式4.3熱力學基本關(guān)系式的應用4.4自由能的計算4/28熵判據(jù)及其思考"="表示可逆“>"表示自發(fā)實踐總結(jié)：熱力學第二定律：Kelvin，Clausius

總結(jié)定量化孤立系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)自發(fā)過程共性解決了過程可能與否，難度大

只能判斷是否可逆，不理想

絕熱系統(tǒng)"="表示可逆“>”表示不可逆5/28熵判據(jù)及其思考熵判據(jù)的弊端

電解水自發(fā)嗎？Clausius不等式

歷史倒退重新劃定系統(tǒng)答非所問封閉系統(tǒng)中等溫等容/等溫等壓條件下自發(fā)過程的方向和限度6/28克勞修斯不等式的轉(zhuǎn)換

等價式的地位與Clausius不等式相當，對功容易確定的非絕熱過程，等價式更方便。

工程對對外做功的大小感興趣，由于對外做功規(guī)定為負，故等價式改寫為

等價式7/28Helmholtz自由能函數(shù)及判據(jù)

A：Helmholtz自由能狀態(tài)函數(shù)、容量性質(zhì)，也稱功函

=表示可逆<表示不可逆條件：封閉系統(tǒng)等溫過程

=表示可逆>表示不可逆或HermannvonHelmholtz(1821~1894)

等價式

等溫過程中封閉系統(tǒng)Helmholtz自由能的減少值等于此過程系統(tǒng)所能做的最大功等溫可逆過程的功大于等溫不可逆過程的功意義：8/28Helmholtz自由能函數(shù)及判據(jù)

Helmholtz自由能減少原理

(1)條件：等溫、等容、沒有非體積功(2)意義：Helmholtz自由能減少原理Helmholtz自由能判據(jù)等溫等容且無非體積功條件下，封閉系統(tǒng)中的過程總是自發(fā)朝著Helmholtz自由能減少的方向進行，直至系統(tǒng)達到平衡

=表示可逆<表示不可逆=表示可逆<表示自發(fā)封閉系統(tǒng)等溫過程：9/28Gibbs自由能函數(shù)及判據(jù)

GGibbs自由能狀態(tài)函數(shù)、容量性質(zhì)GibbsJ.W.

等價式

條件：等溫等壓封閉系統(tǒng)=表示可逆>表示不可逆=表示可逆>表示不可逆等溫等壓可逆過程的非體積功大于等溫等壓不可逆過程的非體積功等溫等壓過程中，封閉系統(tǒng)Gibbs自由能的減少值等于此過程系統(tǒng)所能做的最大非體積功10/28Gibbs自由能函數(shù)及判據(jù)

Gibbs自由能減少原理

(1)條件：等溫、等壓、沒有非體積功(2)意義：Gibbs自由能減少原理Gibbs自由能判據(jù)等溫等壓且無非體積功條件下，封閉系統(tǒng)中的過程總是自發(fā)朝著Gibbs自由能減少的方向進行，直至系統(tǒng)達到平衡

=表示可逆>表示不可逆=表示可逆<表示自發(fā)封閉系統(tǒng)等溫等壓過程：

11/28判據(jù)總結(jié)熵判據(jù)適用于孤立系統(tǒng)Helmholtz自由能判據(jù)適用于等溫等容系統(tǒng)Gibbs自由能判據(jù)適用于等溫等壓系統(tǒng)熵具有特殊地位，因為所有判斷過程方向的討論最初都是從熵開始的，一切不等式都是從Clausius不等式引入的。

用得多

用得少熱力學判據(jù)

12/28

封閉系統(tǒng)中，若某過程ΔA=Wmax

，則應滿足的條件是等溫、可逆過程等容、可逆過程等溫、等壓、可逆過程等溫、等容、可逆過程ABCD提交13/28單選題1分下列關(guān)于吉布斯自由能的敘述中，不正確的是吉布斯自由能是容量性質(zhì)，單位為J或kJ只有在等溫等壓下的過程才有吉布斯自由能的變化在等溫等壓可逆條件下，系統(tǒng)吉布斯自由能的減少等于系統(tǒng)所做的最大非體積功吉布斯自由能的絕對值不能確定ABCD提交14/28單選題1分第四章熱力學函數(shù)及基本關(guān)系式4.1亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能4.2熱力學基本關(guān)系式4.3熱力學基本關(guān)系式的應用4.4自由能的計算15/28基本公式

1.對簡單物理變化2.對等溫過程

16/28基本公式3.G和

A的物理意義等溫可逆：等溫等容可逆：等溫等壓可逆：說明：(1)一個問題往往可同時套多個公式

(2)若實際過程無公式可套用，應該設計途徑

17/28簡單物理過程1.等溫過程條件：理想氣體、等溫

理想氣體液體和固體由基本關(guān)系式應用可知

18/28簡單物理過程

利用因此，一般不要設計變溫步驟直接套公式或設計路徑

2.簡單變溫過程

19/28簡單物理過程解：

20/28簡單物理過程

則

21/28相變過程1.可逆相變

2.不可逆相變

若無公式，應該設計路徑22/28相變過程

解法1：

則

等T,p,ir23/28相變過程解法2：

ⅠⅡⅢ

則

解法3：24/28混合過程對不同理想氣體的等溫等壓混合過程：因為等溫：條件：不同理想氣體等溫等壓的混合過程

對理想氣體的其他混合過程：

25/28混合過程

解

（1）（2）

（3）恢復原狀

26/28

可逆絕熱恒壓恒外壓絕熱1mol理氣T1=400KP1=202650Pa1mol理氣T2=？p2=101325Pa1mol理氣T3=300KP3=101325Pa1mol理氣T4=？P4=202650Pa

27/281.298K，1mol的理想氣體從壓力101325Pa等溫膨脹到10.1325Pa，試計算(1)等溫可逆膨脹；(2)自由膨脹過程的ΔG。2.計算1mol，298K、101325Pa的過冷水蒸氣變成同溫同壓下的液態(tài)水的ΔG，并判斷過程的自發(fā)性。已知：298K時，液態(tài)水的飽和蒸汽壓為3168Pa。3.如圖，1mol單原子理想氣體從狀態(tài)A出發(fā)，

沿途經(jīng)ABCA經(jīng)歷一個循環(huán)過程。已知TA=546K,p2=2p1,V2=2V1。求：(1)過程AB的Q、W、ΔU；(2)過程BC的Q、ΔS；(3)過程CA的Q、W、ΔG(該過程為可逆過程)。ABC作業(yè)(教材p76-77，第1-4題)4.試指出在