物理化学第二章热力学定律.pdf

自然界发生的一切变化都遵守热力学第一 定律， 但是遵守热力学第一定律的变化都能发生 吗？ 2021/8/25 过程 方向 限度 h h h =h 水流动 水位 1 2 1 2 T T T =T 热传导 温度 1 2 1 2 p p p =p 气体膨胀 1 2 1 2 E E E =E 电荷流动 电势 1 2 1 2 结论：自然界中发生的一切实际过程(指宏观过程，下同)都有 一定方向和限度。不可能自发按原过程逆向进行，即自然界中 一切实际发生的过程都是不可逆的。 2021/8/25 2.1 自发变化的共同特征 自发变化 某种变化有自动发生的趋势，一旦发生就 无需借助外力，可以自动进行，这种变化称为自发变 化。 自发变化的共同特征—不可逆性 任何自发变化的逆过程是不能自动进行的。 任何自发变化都具有单一的变化方向。 任何自发变化都有限度。 任何自发变化的过程都可以用来作功。 它们的逆过程都不能自动进行。当借助外力，体系恢复 原状后，会给环境留下不可磨灭的影响。 2021/8/25 例1：理想气体向真空膨胀的逆过程 理想气体向真空膨胀，自发过程，Q=0， W=0，ΔU=0 如发生逆过程，可用活塞进行等温压缩，能使膨胀后的 理想气体恢复原状。 ΔU=0 ，W=-Q 结果：环境向理想气体付出功，理想气体向环境放热 气体恢复原状，但是环境发生了功转化成热的变化。 要使环境也恢复原状，必须将环境中的热取出，使热完 全转化为功，并把活塞恢复到原来的位置而不产生其它 变化。 2021/8/25 例2：热由高温物体流向低温物体的逆过程 T2 结论：系统恢复原状，但是冷 W=Q Q’=Q +W 2 冻机消耗了环境的电功，变成 Ｗ 冷冻机 了热。所以这种自发过程是不 可逆过程。 Q2 自发Q2 T1 要使环境也恢复原状，也取决 于在不引起其他变化的条件下 T ,T 热源恢复原状 ， 1 2 ，热能否完全转变为功。 环境损失Ｗ功 ，得到 Ｑ热 ‰W‰= ‰Q ‰