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热力学第二定律

2化学反应的规律，特别是变化的方向性和反应进行的程度等问题，一直被人们所重视。石墨金刚石N2＋H2NH3高温高压催化剂能否在常温常压下进行固氮？

35.1.1自发过程的不可逆性§5.1过程的方向性热力学第二定律有些物质混合在一起，在给定条件下反应一经开始，就能自动地进行下去。碳在空气中燃烧生成二氧化碳C（s）＋O2（g）CO2（g）锌与稀盐酸作用生成氢气Zn（s）＋2H＋（aq）Zn2＋（aq）＋H2（g）

4自发变化：能自动发生的变化，即无需外力(环境）对体系做功，就可以发生的变化。一切自发变化都有一定的变化方向，并且都不会自动逆向进行的。简称：自发变化，是热力学的不可逆过程。1.共同特征这种在给定条件下能自动进行的反应或过程叫做自发反应或自发过程。

5例1：水，由高处流到低处。例2：气体，由高压流向低压。例3：热功转换P153例4：热传导两个不同温度的物体相接触，热总是由高温物体自发地传向低温物体，直至两物体温度相等。其逆过程，即热自动由低温物体自发地传向高温物体是不可能发生的。

6注意：①自发不等于迅速；②反应能否自发进行，与给定的条件有关。③自发变化都不会自动逆向进行，但这并不意味着它们根本不能倒转，借助于外力是可以使一个自动变化逆向进行的。N2（g）＋O2（g）NO（g）雷电的极高温度条件Yes通常条件NoH2（g）＋O2（g）H2O（g）

72.自发变化的方向和限度任何自发变化总是自动趋向平衡态，而其逆过程不会自动发生，要使逆过程进行，则需外力作用，引起其他变化。方向：指最终的去向限度：平衡态为止自发过程是热力学不可逆的：指自发变化后，不可能使体系和环境都恢复到原来的状态，而不留下任何影响。

81.开尔文（Kelvin）说法“不可能从单一热源取热使之完全变为功，而不发生其它变化”。从单一热源吸热全部变成功，是不可能的，只能部分变成功，且需低温热源容纳，即必须有两个热源，高温吸热低温放热。5.1.2热力学第二定律“第二类永动机使不可能造成的”。第一类永动机：不需能量供应，而永远做功。第二类永动机：永远从单一热源取热向外做功。

92.克劳修斯的说法“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化”。热从低温物体传到高温物体，必消耗功。说明：有限温差的热传导的不可逆性。开氏和克氏的说法是等效的。换句说法：a）不是说热不能变成功，但需从两个热源取热全部变成功。b）不是说不能从单一热源取热全部变成功，而是强调产生其它影响。

10寻找能判断反应是否能自发进行的依据。用反应的热效应或焓变来作为反应能否自发进行的判断依据？C（s）＋O2（g）CO2（g）Zn（s）＋2H＋（aq）Zn2＋（aq）＋H2（g）

11H2O（s）H2O（l）在101.325kpa和高于273.12K（即0℃）时，冰可以自发地变成水。CaCO3（s）CaO（s）＋CO2（g）在101.325kpa和高于1183K（即910℃）时，CaCO3能自发且剧烈地进行热分解生成CaO和CO2。

125.1.3热力学第二定律的统计解释宏观性质微观性质热力学性质系统的宏观热力学性质是大量质点的统计平均性质温度：大量分子平均动能的统计平均值。压力：大量气体分子撞击器壁所产生的动量变化的统计平均值。一个确定的宏观状态对应许多不同的微观状态。所谓系统地微观状态即是对系统内每个微观粒子的状态（位置、速率、能量等）都给予确切描述时系统所呈现的状态。

13AB气体气体扩散示意图用（m，n）来表示处于A和B的分子数，称为一种分布。五种分布：（4，0）（3，1）（2，2）（1，3）（0，4）系统有五种宏观状态每种宏观状态又对应有不同的微观状态把微观状态数（即实现某种分布的方式数）称为该种分布的热力学概率。微观状态数14