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第二章熱力學(xué)第二定律自由能熱力學(xué)關(guān)系熱力學(xué)關(guān)系應(yīng)用ΔG的計(jì)算習(xí)題課第二定律卡諾定理熵熵變的計(jì)算第三定律熱力學(xué)原理PhyChemistry在一定條件下,一化學(xué)變化或物理變化能不能自動(dòng)發(fā)生?能進(jìn)行到什么程度?這就是過(guò)程的方向、限度問(wèn)題。歷史上曾有人試圖用第一定律中的狀態(tài)函數(shù)U、H來(lái)判斷過(guò)程的方向,其中比較著名的是“Thomson-Berthelot

規(guī)則”。其結(jié)論:凡是放熱反應(yīng)都能自動(dòng)進(jìn)行;而吸熱反應(yīng)均不能自動(dòng)進(jìn)行。但研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),不少吸熱反應(yīng)仍能自動(dòng)進(jìn)行。熱力學(xué)第一定律只能告訴人們一化學(xué)反應(yīng)的能量效應(yīng),但不能解決化學(xué)變化的方向和限度問(wèn)題?!?.1熱力學(xué)第二定律人類(lèi)經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明:自然界中一切變化都是有方向和限度的,且是自動(dòng)發(fā)生的,稱(chēng)為“自發(fā)過(guò)程”

。如:方向限度熱:高溫

低溫溫度均勻電流:高電勢(shì)

低電勢(shì)電勢(shì)相同氣體:高壓

低壓壓力相同這些變化過(guò)程的決定因素是什么?決定因素溫度電勢(shì)壓力那么決定一切自發(fā)過(guò)程的方向和限度的共同因素是什么?這個(gè)共同因素既然能判斷一切自發(fā)過(guò)程的方向和限度,自然也能判斷化學(xué)反應(yīng)的方向和限度。1.理想氣體自由膨脹:

Q=-W=

U=

H=0,

V>0結(jié)果環(huán)境失去功W,得到熱Q,環(huán)境是否能恢復(fù)原狀,決定于熱Q能否全部轉(zhuǎn)化為功W而不引起任何其它變化

?要使系統(tǒng)恢復(fù)原狀,可經(jīng)定溫壓縮過(guò)程真空p1,V1,Tp2,V2,Tp1,V1,T()T

U=0,

H=0,Q=-W0,膨脹壓縮一、自發(fā)過(guò)程的共同特征2.熱由高溫物體傳向低溫物體:冷凍機(jī)做功后,系統(tǒng)(兩個(gè)熱源)恢復(fù)原狀,…結(jié)果環(huán)境失去功W,得到熱Q,環(huán)境是否能恢復(fù)原狀,決定于熱Q能否全部轉(zhuǎn)化為功W而不引起任何其它變化

?冷凍機(jī)低溫?zé)嵩碩1高溫?zé)嵩碩2傳熱Q1吸熱Q1做功WQ’=Q1+WQ=W3.化學(xué)反應(yīng):電解使反應(yīng)逆向進(jìn)行,系統(tǒng)恢復(fù)原狀,…結(jié)果環(huán)境失去功W,得到熱Q,環(huán)境是否能恢復(fù)原狀,決定于熱Q能否全部轉(zhuǎn)化為功W而不引起任何其它變化

?Cd陰Pb

陽(yáng)AV隔膜PbCl2CdCl2Cd(s)+PbCl2(aq)=CdCl2(aq)+Pb(s)人類(lèi)經(jīng)驗(yàn)總結(jié):“功可以自發(fā)地全部變?yōu)闊幔珶岵豢赡苋孔優(yōu)楣?,而不留任何其它變化”?/p>

一切自發(fā)過(guò)程都是不可逆過(guò)程,而且他們的不可逆性均可歸結(jié)為熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程的不可逆性,

因此,他們的方向性都可用熱功轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性來(lái)表達(dá)。熱力學(xué)第二定律的提出

19世紀(jì)初,資本主義工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)很發(fā)達(dá),迫切需要解決動(dòng)力問(wèn)題。當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到能量守恒原理,試圖制造第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)已宣告失敗,然而人們也認(rèn)識(shí)到能量是可以轉(zhuǎn)換的。于是,人們就想到空氣和大海都含有大量的能量,應(yīng)該是取之不盡的。有人計(jì)算若從大海中取熱做功,使大海溫度下降1℃,其能量可供全世界使用100年…。于是人們圍繞這一設(shè)想,設(shè)計(jì)種種機(jī)器,結(jié)果都失敗了。這個(gè)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)可歸結(jié)為熱只能從高溫物體自動(dòng)傳向低溫物體,沒(méi)有溫差就取不出熱來(lái)(即從單一熱源吸熱)。二、熱力學(xué)第二定律的經(jīng)典表述

Kelvin&Plank總結(jié)這一教訓(xùn)來(lái)表述熱力學(xué)第二定律:“不可能造成這樣一種機(jī)器,這種機(jī)器能夠循環(huán)不斷地工作,它僅僅從單一熱源吸熱變?yōu)楣Χ鴽](méi)有任何其它變化?!鄙鲜鲞@種機(jī)器稱(chēng)為第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)。熱力學(xué)第二定律的經(jīng)典敘述可簡(jiǎn)化為:“第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能造成的?!盋lausius的表述為:“不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化?!睆?qiáng)調(diào)說(shuō)明:1.所謂第二類(lèi)永動(dòng)機(jī),它是符合能量守恒原理的,即從第一定律的角度看,它是存在的,它的不存在是失敗教訓(xùn)的總結(jié)。2.關(guān)于“不能從單一熱源吸熱變?yōu)楣?,而沒(méi)有任何其它變化”這句話必須完整理解,否則就不符合事實(shí)。例如理想氣體定溫膨脹

U=0,Q=-W,就是從環(huán)境中吸熱全部變?yōu)楣Γw積變大了,壓力變小了。3.“第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能造成”可用來(lái)判斷過(guò)程的方向。

熱力學(xué)第二定律的提出是起源于熱功轉(zhuǎn)化的研究,尋找相應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)需從進(jìn)一步分析熱功轉(zhuǎn)化入手(熱機(jī)效率)。熱機(jī):在T1,T2兩熱源之間工作,將熱轉(zhuǎn)化為功的機(jī)器。如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)。①水在鍋爐中從高溫?zé)嵩慈〉脽崃?,氣化產(chǎn)生高溫高壓蒸氣。②蒸氣在氣缸中絕熱膨脹推動(dòng)活塞作功,溫度和壓力同時(shí)下降。③蒸氣在冷凝器中放出熱量給低溫?zé)嵩矗⒗淠秊樗"芩?jīng)泵加壓,重新打入鍋爐。§2.2卡諾循環(huán)和卡諾定理

(熱機(jī)效率)=-W/Q2熱機(jī)低溫?zé)嵩碩1高溫?zé)嵩碩2吸熱Q2放熱Q1做出功W卡諾循環(huán)(Carnotcycle)

1824

年,法國(guó)工程師N.L.S.Carnot(1796~1832)設(shè)計(jì)了一個(gè)循環(huán),以理想氣體為工作物質(zhì),從高溫?zé)嵩次盏臒崃?,一部分通過(guò)理想熱機(jī)用來(lái)對(duì)外做功W,另一部分的熱量放給低溫?zé)嵩?。這種循環(huán)稱(chēng)為卡諾循環(huán)??ㄖZ熱機(jī):理想熱機(jī)A

B:定溫可逆膨脹,吸熱Q2;BC:絕熱可逆膨脹;C

D:定溫可逆壓縮,放熱Q1;DA:絕熱可逆壓縮;

(卡諾熱機(jī))=-W總/Q2卡諾熱機(jī)工作介質(zhì)為理想氣體,在T1,T2兩熱源之間工作,經(jīng)過(guò)一個(gè)由四個(gè)可逆過(guò)程組成的循環(huán)過(guò)程——卡諾循環(huán)。pVA(p1,V1)B(p2,V2)T1C(p3,V3)

D(p4,V4)T2總循環(huán):

U=0,W(總)=-Q(總)

-W(總)=Q(總)

=Q2+Q1A

B:定溫可逆膨脹,從高溫?zé)嵩次鼰酫2:

Q2=-W1=nRT2

ln(V2

/V1)

C

D:定溫可逆壓縮,向低溫?zé)嵩捶艧酫1:

Q1

=-

W3=nRT1ln(V4

/V3)BC:絕熱可逆膨脹,Q=0,W2=△U=CV(T1

-T2)

DA:絕熱可逆壓縮,Q=0,W4=△U=CV(T2

-T1)熱機(jī)效率:

B

C:絕熱可逆膨脹,T2

V2

-1=T1

V3

-1D

A:絕熱可逆壓縮,T2

V1

-1=T1

V4

-1

兩式相除:V2/V1=V3/V4

卡諾定理:(1824年)1.在兩個(gè)確定熱源之間工作的所有熱機(jī)中,卡諾熱機(jī)效率最大;即

<

R

2.卡諾熱機(jī)的效率只與熱源溫度有關(guān),而與工作介質(zhì)無(wú)關(guān)。證明卡諾定理1:反證法:R低溫?zé)嵩碩1高溫?zé)嵩碩2吸熱Q2放熱Q1做出WI吸熱Q2放熱Q1’W’假定

I>

R,則W’>W使卡諾熱機(jī)R逆轉(zhuǎn)成冷凍機(jī),并與熱機(jī)I聯(lián)合運(yùn)行。吸熱Q1放熱Q2做功W這樣即可實(shí)現(xiàn)從單一熱源吸熱而連續(xù)不斷做功的第二類(lèi)永動(dòng)機(jī),但這是不可能的。所以

I<

R

卡諾定理告訴人們:提高熱機(jī)效率的有效途徑是加大兩個(gè)熱源之間的溫差。冷凍系數(shù)如果將卡諾機(jī)倒開(kāi),就變成了致冷機(jī).這時(shí)環(huán)境對(duì)體系做功W,體系從低溫?zé)嵩次鼰?而放給高溫?zé)嵩吹臒崃?,將所吸的熱與所作的功之比值稱(chēng)為冷凍系數(shù),用表示。熵判據(jù)(密閉系統(tǒng)):熵增大原理(孤立系統(tǒng)):“在孤立系統(tǒng)中所發(fā)生的過(guò)程總是向著熵增大的方向進(jìn)行”§2.3熵的概念熵的定義:一、可逆過(guò)程熱溫商

對(duì)于卡諾循環(huán):證明任意可逆循環(huán):pV證:任意可逆循環(huán)可以被許多絕熱可逆線和定溫可逆線分割成許多小卡諾循環(huán):而每個(gè)小卡諾循環(huán)的熱溫商之和為零相鄰兩個(gè)小卡諾循環(huán)的絕熱可逆線抵消:當(dāng)折線段趨于無(wú)窮小時(shí):可逆循環(huán)二、熵函數(shù)的引出:用一閉合曲線代表任意可逆循環(huán)。在曲線上任意取A,B兩點(diǎn),把循環(huán)分成A

B和B

A兩個(gè)可逆過(guò)程,即:根據(jù)任意可逆循環(huán)熱溫商的公式:說(shuō)明任意可逆過(guò)程的熱溫商的值決定于始終狀態(tài),而與可逆途徑無(wú)關(guān),這個(gè)熱溫商具有狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)。人們將這個(gè)狀態(tài)函數(shù)定義為“熵”,用符號(hào)S表示。設(shè)始、終態(tài)A,B的熵分別為和

,則:對(duì)微小變化容量性質(zhì),單位:J

K-1

,三、不可逆過(guò)程的熱溫熵設(shè)溫度相同的兩個(gè)高、低溫?zé)嵩撮g有一個(gè)可逆機(jī)和一個(gè)不可逆機(jī)。根據(jù)卡諾定理:則推廣為與多個(gè)熱源接觸的任意不可逆過(guò)程得:則:設(shè)有一個(gè)循環(huán),為不可逆過(guò)程,為可逆過(guò)程,整個(gè)循環(huán)為不可逆循環(huán)。注意:不是不可逆過(guò)程的。

--------克勞修斯不等式,用來(lái)判斷過(guò)程的方向和限度時(shí),又稱(chēng)為“熵判據(jù)”

S(密閉)>Q/T:不可逆過(guò)程;=Q/T:可逆過(guò)程;<Q/T:不可能發(fā)生的過(guò)程。由于可逆過(guò)程進(jìn)行時(shí),系統(tǒng)時(shí)時(shí)處于無(wú)限接近平衡的狀態(tài),因此等式也可看作系統(tǒng)已達(dá)到平衡態(tài)的標(biāo)志。四、克勞修斯不等式—熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式熵增加原理將克勞修斯不等式用于孤立系統(tǒng)時(shí),由于孤立系統(tǒng)與環(huán)境之間無(wú)熱交換,所以不等式改為:

S

0熱力學(xué)第二定律可以歸納為:“在孤立系統(tǒng)中所發(fā)生的過(guò)程總是向著熵增大的方向進(jìn)行”或“一個(gè)孤立體系的熵永不減少”—熵增加原理

S(孤立)>0:不可逆過(guò)程;=0:可逆過(guò)程;<0:不可能發(fā)生的過(guò)程§2.4熵變

S的求算一、等溫過(guò)程的熵變二、變溫過(guò)程的熵變?nèi)?、相變過(guò)程的熵變求算

S的依據(jù):

1.熵是系統(tǒng)的狀態(tài)性質(zhì),

S

只取決于始終態(tài),而與變化途徑無(wú)關(guān);

2.無(wú)論是否是可逆過(guò)程,在數(shù)值上dS=

Qr/T;(Qr=TdS)

因此需設(shè)計(jì)可逆過(guò)程,求Qr3.熵是容量性質(zhì),具有加和性。

S=

SA+

SB一、等溫過(guò)程的熵變1.理想氣體等溫變化2.理想氣體的等溫混合過(guò)程例題:10mol理想氣體,25℃時(shí)由1.000MPa膨脹到0.100MPa,計(jì)算

S,Q/T。假定過(guò)程為:(a)可逆膨脹;(b)自由膨脹;(c)抗恒外壓0.100MPa。解:題中三個(gè)過(guò)程的始終態(tài)相同,故

S相同

S=nR

ln(p1/

p2)=191J

K-1

熱不是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù),所以要分別計(jì)算三個(gè)過(guò)程的熱:理想氣體定溫過(guò)程,

U=0,Q=-W,計(jì)算W即可(a)W=-nRT

ln(p1/p2)Q/T=nR

ln(p1/p2)=191J

K-1=

S

所以為可逆過(guò)程(b)W=0,Q/T=0<

S

所以為不可逆過(guò)程

(c)Q=-W=p2(V2–V1

)=

nRT

(1–p2/p1

)

Q/T=nR

(1–p2/p1

)=74.8J

K-1<

S

所以為不可逆過(guò)程實(shí)際過(guò)程的熱溫商:解法1:例題:在273K時(shí),將一個(gè)的盒子用隔板一分為二,一邊放 ,另一邊放 。求抽去隔板后,兩種氣體混合過(guò)程的熵變?n=nA

+nB22.4L0.5mol

N2,11.2L

0.5molO2,11.2L解法2:二、變溫過(guò)程的熵變1.物質(zhì)的量一定的等容變溫過(guò)程2.物質(zhì)的量一定的等壓變溫過(guò)程先等溫后等容先等溫后等壓

先等壓后等容3.物質(zhì)的量一定從 到 的過(guò)程。這種情況一步無(wú)法計(jì)算,要分兩步計(jì)算,有三種分步方法(理想氣體):例題:2molHe(理想氣體)從py,273K經(jīng)絕熱過(guò)程到4py,546K,求

S.故該過(guò)程為不可逆過(guò)程。解:直接代入理想氣體的熵變公式1.可逆相變:在平衡溫度,壓力下的相變

H(可逆相變熱)T

(相變溫度)

S=例如:水(l)→水(g)100℃,py60℃,20.3kPa三、相變過(guò)程的熵變

2.不可逆相變:非平衡溫度,壓力下的相變(設(shè)計(jì)可逆相變)

S=

S1(變溫)+

S2(可逆相變)+

S3(變溫)

S=?

S1

S2(可逆相變)

S3水,60℃,py汽,60℃,py水,100℃,py汽,100℃,py例題:求下述過(guò)程熵變。已知H2O(l)的汽化熱為 解:P64例題6

例題:試求標(biāo)準(zhǔn)壓力下,的過(guò)冷液體苯變?yōu)楣腆w苯的已知苯的正常凝固點(diǎn)為,在凝固點(diǎn)熔化為,液體苯和固體苯的定壓摩爾熱容分別為127和123J.mol-1.K-1。-50C,苯(L)-50C,苯(S)50C,苯(L)50C,苯(S)解:

一、熵的物理意義:熱力學(xué)第二定律指出,凡是自發(fā)過(guò)程都是不可逆過(guò)程,而且一切不可逆過(guò)程都可以與熱功交換的不可逆性相聯(lián)系。下面我們從微觀角度來(lái)說(shuō)明熱功交換的不可逆性。熱是分子混亂運(yùn)動(dòng)的一種表現(xiàn)。分子互撞的結(jié)果只會(huì)增加混亂程度,直到混亂度達(dá)到最大為止。而功則是與有方向的運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系,所以功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬倪^(guò)程是有規(guī)則運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),是向混亂度增加的方向進(jìn)行的。而有秩序的運(yùn)動(dòng)會(huì)自動(dòng)地變?yōu)闊o(wú)秩序的運(yùn)動(dòng),反之,無(wú)秩序的運(yùn)動(dòng)不會(huì)自動(dòng)地變?yōu)橛兄刃虻倪\(yùn)動(dòng)?!?.5熵的物理意義及規(guī)定熵的計(jì)算

例如氣體的混合過(guò)程:

設(shè)一盒內(nèi)有隔板隔開(kāi)兩種氣體,將隔板抽去后,

氣體迅速混合成均勻的平衡狀態(tài),混亂程度增加。這種狀態(tài)無(wú)論等待多久,系統(tǒng)也不會(huì)復(fù)原。這種從相對(duì)的有序變?yōu)橄鄬?duì)的無(wú)序,從比較不混亂到比較混亂的狀態(tài)是自發(fā)過(guò)程的方向。熵的物理意義:熵是系統(tǒng)微觀混亂程度在宏觀的體現(xiàn)?;靵y度越大,熵就越大。例如:

1.兩種理想氣體混合后微觀混亂程度增大;2.同種物質(zhì)同種相態(tài),溫度越高,混亂度越大;3.同種物質(zhì)在同一溫度時(shí)S(g)>S(l)>S(s);4.分子中原子數(shù)越多,微觀混亂度越大;

如:

298KCH4C2H6C3H8C10H22

Sm/J

K-1

mol-1186.2229.5269.9540.55.化學(xué)反應(yīng)中,若有氣體生成(氣體分子數(shù)增加),則

S>0;若氣體分子數(shù)減少,則

S<0;6.孤立系統(tǒng)中,系統(tǒng)自動(dòng)趨向于微觀混亂度增大的狀態(tài)—熵增加原理的物理意義。二、熱力學(xué)第三定律根據(jù)熵的物理意義S(g)>S(l)>S(s)。大量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明:任何固態(tài)物質(zhì),溫度越低,熵就越小。熱力學(xué)第三定律:“在0K時(shí),任何純物質(zhì)的完美晶體,其熵值為零”即S(0K)=0三、化學(xué)反應(yīng)的

rSm例1:求算反應(yīng)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g),在py,25℃下的rSmy解:查得H2(g)、O2(g)、H2O(g)的Smy

(298K)分別為:130.59,205.1,188.72J·K-1·mol-1

rSmy=

i

Sm,i

y=188.72–130.59–1/2205.1=–44.47J·K-1·mol-1

標(biāo)準(zhǔn)壓力時(shí)的規(guī)定熵稱(chēng)作標(biāo)準(zhǔn)熵Smy

(查表)

rSmy=

i

Sm,i

y注意:rSmy<0,并不說(shuō)明反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。注意:?jiǎn)挝灰?、Helmholtz自由能根據(jù)第二定律根據(jù)第一定律這是熱力學(xué)第一定律和第二定律的聯(lián)合公式將代入得:當(dāng)即系統(tǒng)的始、終態(tài)溫度與環(huán)境溫度相等§2.6Helmholtz自由能和Gibbs自由能得

(A—Helmholtz自由能)則令或A的基本性質(zhì):是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù),容量性質(zhì)。具有能量的量綱,但不是系統(tǒng)的能量。絕對(duì)值不能確定,且本身無(wú)具體的物理意義,只有在特定的過(guò)程中ΔA才可求,也才具有明確的物理意義。在等溫過(guò)程中,封閉系統(tǒng)A的減少值總是大于等于系統(tǒng)對(duì)外所作的功?;蛘哒f(shuō)系統(tǒng)A的減少值等于系統(tǒng)對(duì)外所能作的最大功。ΔA的物理意義:在等溫、可逆過(guò)程中,封閉系統(tǒng)所做的功等于其A的降低值。注意:A是狀態(tài)函數(shù),ΔA只取決于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài),與變化的途徑無(wú)關(guān),與過(guò)程是否可逆無(wú)關(guān)。但只有在等溫、可逆過(guò)程中,封閉系統(tǒng)對(duì)外所做的功才等于系統(tǒng)A的降低值。如果系統(tǒng)在等溫、等容且不作非體積功的條件下或等溫、等容、不作非體積功,自發(fā)性(A判據(jù))

等溫、等容、不作非體積功時(shí),系統(tǒng)總是自發(fā)地朝著A減小的方向進(jìn)行,直至降至最低值,系統(tǒng)達(dá)到平衡。二、Gibbs自由能當(dāng)始、終態(tài)壓力與外壓相等,即 等溫:令(G—Gibbs自由能)G的基本性質(zhì):是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù),容量性質(zhì)。具有能量的量綱,但不是系統(tǒng)的能量。絕對(duì)值不能確定,且本身無(wú)具體的物理意義,只有在特定的過(guò)程中ΔG才可求,也才具有明確的物理意義。在等溫、等壓過(guò)程中,封閉系統(tǒng)G的減少值總是大于等于系統(tǒng)對(duì)外所作的非體積功?;蛘哒f(shuō)系統(tǒng)G的減少值等于系統(tǒng)對(duì)外所能作的最大非體積功。ΔG的物理意義:在等溫、等壓、可逆過(guò)程中,封閉系統(tǒng)所做的非體積功等于其G的降低值。注意:G是狀態(tài)函數(shù),ΔG只取決于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài),與變化的途徑無(wú)關(guān),與過(guò)程是否可逆無(wú)關(guān)。但只有在等溫、等壓、可逆過(guò)程中,封閉系統(tǒng)對(duì)外所做的非體積功才等于系統(tǒng)G的降低值。如果系統(tǒng)在等溫、等壓且不作非體積功的條件下或等溫、等壓、不作非體積功,自發(fā)性(G判據(jù))

等溫、等壓、不作非體積功時(shí),系統(tǒng)總是自發(fā)地朝著G減小的方向進(jìn)行,直至降至最低值,系統(tǒng)達(dá)到平衡。§2.7熱力學(xué)關(guān)系式一、依據(jù)1.熱力學(xué)第一、二定律:

dU=

Q+

W=

Qr–pdV+

Wr’

Qr=TdS

兩式相加:dU=TdS–pdV+

Wr’3.狀態(tài)函數(shù)的基本特性①狀態(tài)性質(zhì)的改變量只取決于始終態(tài),而與變化途徑無(wú)關(guān);②一切連續(xù)的狀態(tài)函數(shù)的微分都是全微分2.定義式:

H=U+pVA=U–TSG=H–TSHUpVTSApVTSG二、熱力學(xué)基本公式

dU=TdS–pdV+

Wr’dH=dU+d(pV)=dU+pdV+Vdp

dH=TdS+Vdp+

Wr’dA=dU–d(TS)=dU–TdS–SdT

dA=–SdT–pdV+

Wr’dG=dH–d(TS)=dH–SdT–TdS

dG=–SdT+Vdp+

Wr’當(dāng)

Wr’=0

dU=TdS–pdVdH=TdS+VdpdA=–SdT–pdVdG=–SdT+Vdp適用條件:純物質(zhì),單相密閉系統(tǒng)的任意過(guò)程(或雙變量系統(tǒng)的任意過(guò)程)。三、對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系式dU=TdS

pdVdH=TdS+VdpdA

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