2022-2023学年高二物理竞赛课件：热力学第二定律在纯组分相平衡中的应用

热力学第二定律在纯组分相平衡中的应用 热力学第二定律在纯组分相平衡中的应用 B*(、T、p) B*(、T、p) G=0 G*()= G*() B*(、T+dT、p+dp) B*(、T+dT、p+dp) G=0 G*()+dG*() = G*()+ dG*() dG*() = dG*() 证明热力学公式的一般方法 先将含有U、H、A、G等式转化为只含p、V、T、S的等式，再转化为只含p、V、T的等式 例：证明理想气体当CV,m为常数时 ①S = nCV,mln(T2/T1) + nRln(V2/V1) ②S = nCV,mln(p2/p1) + nCp,mln(V2/V1) ①S = f(T,V) ②S = f(p,V) 其它常用关系式 热容定义： 循环公式： ① 设S = f(T,V) 理想气体 CV,m为常数时： ② 设S = f(p,V) 理想气体 CV,m为常数时： –S*()dT + V*()dp = –S*()dT + V*()dp 克拉贝龙方程 适用条件：纯组分恒温恒压任意两相平衡 应用于(l-g)或(s-g)两相平衡时(g视为理想气体) ： 微分式 不定积分式 定积分式 克劳修斯--克拉贝龙方程 规定：Ｗ＞0系统接受功；W＜0系统对外作功 单位：J　或　kJ 1. 热(Heat)： 系统与环境因温差引起交换的能量，用Q表示 规定： Q＞0系统吸热；Q＜0 系统放热 单位：J　或　kJ 2. 功(Work)： 除热之外的系统与环境交换的能量，用Ｗ表示 分类：体积功和非体积功 (W') 体积功：系统由于体积变化与环境交换的能量 W=F·dl=(F/A)(A ·dl)= p环·dV 气体 dl pamb 活塞，面积A 体积功示意图 l pamb < p： dV>0，膨胀， 系统对外作功 W<0 pamb > p： dV<0，压缩， 系统得到功 W>0 体积功的计算公式： 热力学能 2. 热力学能组成： ①分子的动能——分子的热运动，是Ｔ的函数。 ②分子间相互作用势能——主要取决于分子间距 离，是Ｖ、Ｔ的函数。 ③分子内部的能量——电子、原子核等的能量。 系统的能量: 宏观动能、势能和内能(热力学能) 1. 热力学能定义：系统内部所有粒子微观能量的总和 　　　　　　　　 符号：Ｕ，单位：J 或 kJ 3. 热力学能是状态函数，具有广延性质 $$