聪明文档网
最新最全的文档下载
当前位置：
首页> 正在进行安全检测...
正在进行安全检测...
时间： 下载该word文档
物理化学课程教案
授课题目(教学章节或主题:第三章热力学第二定律
授课类型授课时间
专业必修课
教材分析:
本章讲述由热力学第二定律的文字表述到数学表达式的推导过程,熵,亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能的定义,体系变化的方向和限度的判断的判据,多组分体系的热力学和化学势及其应用等,是热力学的核心内容,也是热力学的重点和难点,教学目的与要求 : 通过本章的教学使学生了解和掌握了解一切自发过程的共同特征，明确热力学第二定律的意义，明确从卡诺原理到熵函数引出的逻辑性，从而理解克劳修斯不等式的重要性，热力学函数S、F、G的定义与各热力学函数间的关系及应用。过程进行方向与限度的判据以及多组分体系的热力学。重点与难点 : 明确热力学第二定律的意义，从卡诺原理到熵函数引出的逻辑性，从而理解克劳修斯不等式的重要性，热力学函数S、F、G的定义与各热力学函数间的关系。各种判据的区别和联系及其本质，多组分体系的热力学，热力学理论的应用。
教学内容与过程（设想、方法、手段） : 一切自发过程的共同特征，热力学第二定律的表达法，过程的热温商与熵函数，热力学第二定律的数学表达式与熵判据，熵增加原理，熵的统计意义，熵变的计算与熵判据的应用，热力学第三定律、规定熵，吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能，热力学的各种判据，等温过程△G的计算与应用，热力学函数间的基本关系式，多组分体系的热力学及其应用，、克拉贝龙—克劳修斯方程。
思考题、讨论题、作业1．课后全部复习题2．作业题：3，6，9，`12，15，18，21，23，26，29，31。参考资料(含参考书、文献等1.胡英主编，《物理化学》2.天津大学主编，《物理化学》3.大连理工大学主编，《物理化学》4.各种习题解题辅导书5.课后所列各种参考读物
第三章热力学第二定律
热力学第一定律指出了能量在转化过程中具有的相应的当量关系，但不违背热力学第一定律的过程不一定都能发生。 如热可以自高温物体传向低温物体而使
低温物体的温度升高，高温物体的温度降低。所以热力学第一定律并不能对过程进行的方向和限度做出回答，对上述问题的回答需要新的热力学定律。
热力学第二定律的伴随着提高热机效率的研究而发现的，这种热功转化的关系抓住了自然界中千变万化的过程的共同规律，成为衡量，判断过程式方向和限度的共同准则。
§3.1自发变化的共同规律---不可逆性
自然界发生的不可逆过程的实例
1．2．3．4．5．
对系统做功使体系的温度上升。理想气体的真空的膨胀过程。浓度不同的溶液趋于浓度均一。热从高温物体传向低温物体。锌和稀硫酸的反应。
自发过程与不自发过程 . 上述的不自发过程进行之后,为使系统恢复原状,可以通过做功的方式来实现，上述过程能否可逆,取决于能否从单一热源吸热,全部转化为功.而不会引起其它的变化 . §3.2热力学第二定律
自然界发生的过程说明，各种过程都是相互有联系的，这些过程是否可逆， 归结为热和功能否可逆的转化，热力学第二定律对此问题做出了回答。热力学第二定律的两种说法：
克劳修斯说法：热量不能从低温物体传向高温物体而不引起其它的变化。开尔文说法：不可能从单一热源取热，全部转化为功而不引起其它的变化。热力学第二定律的两种说法的等效性。
热力学第二定律的通常的表述方法：只从一个热源吸热，全部转化为功而不引起其它的变化的机器称为第二类永动机。热力学第二定律也可以表述为：第二类永动机是不可能造成的。
§3.3卡诺定理
从热力学第二定律可知，效率为1 的热机是难以实现的，那么热机的效率到 底有多高。它取决那些因素呢？卡诺定理回答了这个问题，这个定理的证明需要热力学第二定律。
卡诺定理：所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机的效率，其效率不会大于可逆机。卡诺热机的效率与工作物质无关。
证明：（1）在相同的高温热源及低温热源之间工作的有可逆机R和不可逆机I，同时设IR
如果两个热机分别自高温热源吸热Q1，由于
IR
∴W'