当前课程知识点:普通化学 > 第六章 热力学基础 > 6.3 热力学第二定律和熵 > 6.3 热力学第二定律和熵
以上我们介绍了热力学第一定律
重要的是我们学习了一个新的状态函数——焓
我们知道违反热力学第一定律的反应
或者是过程是不能进行的
那么不违反热力学第一定律的反应
就一定能够发生吗
这就是我们接着要讲的热力学第二定律
热力学第二定律和熵
在日常生活中
我们经常发现
一些过程总是自动地向某一方向进行
而反方向却不能自动进行
例如一杯热水
会自动冷却到与环境一样的温度
但是我们从来没有发现一杯冷水
会自动收集环境的热量
使自己的温度升高
1854年R. Clausius提出了热力学第二定律
表述为热量不能自动
从低温热源流向高温热源
而不引起其它变化
这里请大家注意“自动”二字
然后推出另一个新的状态函数 “熵” S
热力学第二定律的数学表达式
也叫作Clausuis不等式
即Δs≥Q/T热源
定义为为公式5
其中Q除以热源的温度 T热源
叫该过程的热温商
即任何过程的熵变值应该大于或等于
该过程的热温商
否则该过程为不可能发生的假想过程
显然热力学第二定律
是用来判断反应进行的方向和限度的
理论上我们根据公式5可以判断
任何过程发生的方向
但是需要同时计算过程的ΔS和热温商
是比较复杂的
我们发现很多在烧杯中进行的化学反应
是在定温和定压条件下进行的
1873年美国科学家吉布斯
定义了一个新的状态函数
叫做吉布斯函数 G
有的教材上也叫作吉布斯能
或者是吉布斯自由能
定义G=H–TS
因此就有ΔG=ΔH-ΔTS
在定温条件下就有ΔG=ΔH-TΔS
这时我们得到的公式6
可以推出在定温 定压条件下
例如在烧杯中进行的化学反应
自发进行的方向是ΔG<0的方向
也就是说 定温 定压条件下
烧杯中进行的反应
自发向着吉布斯函数值减少的方向进行
当反应达到平衡时ΔG=0
应该强调的是吉布斯函数G
在判断化学反应方向 化学平衡 相平衡
以及化学动力学 电化学等方面
起到了举足轻重的作用
-1.1回顾和再认识化学
-1.2学习化学的重要意义
-1.3化学学科体系
-1.4-1.5课程安排、学习化学的一般方法
-2.1核反应与元素的转化
-2.2元素的分布与丰度
-2.3放射性核素与原子能
-第二章 元素的起源与分布--习题
-3.1原子的组成
--3.1原子的组成
-3.2原子结构
--3.2原子结构
-3.3核外电子分布
-3.4元素周期律
--3.4元素周期律
-3.5原子半径、电离能、电子亲和能、电负性
-第三章 原子结构与周期律--习题
-4.1化学键
--4.1化学键
-4.2 Lewis理论
-4.3如何确定Lewis结构
-4.4价层电子对互斥理论
-4.5价键理论
--4.5价键理论
-4.6分子轨道理论
-4.7分子间作用力
-第四章 化学键与分子结构--习题
-5.1晶体的特征
--5.1晶体的特征
-5.2晶体结构的周期性
-5.3晶体的基本类型及其结构
-习题--作业
-6.1 热力学第零定律和温度
-6.2 热力学第一定律和焓
-6.3 热力学第二定律和熵
-6.4 热力学第三定律和规定熵
-第六章 热力学基础--习题
-7.1化学平衡与平衡常数
-7.2标准平衡常数与Gibbs自由能变化
-7.3多重平衡规则
-7.4化学平衡的移动
-第七章 化学平衡--习题
-8.1化学反应速率
-8.2简单级数反应的速率公式
-8.3反应级数的测定
-8.4温度对反应速率的影响
-8.5反应机理
--8.5反应机理
-8.6催化反应动力学
-第八章 化学反应动力学--习题
-9.1酸碱概念的历史演变
-9.2弱酸、弱碱的解离平衡
-9.3盐的水解
--9.3盐的水解
-9.4缓冲溶液
--9.4缓冲溶液
-第九章 酸碱平衡--习题
-10.1溶度积
--10.1溶度积
-10.2沉淀的生成
-10.3沉淀的溶解
-10.4沉淀的转化
-10.5分步沉淀
--10.5分步沉淀
-第十章 沉淀溶解平衡--习题
-11.1基本术语
--11.1基本术语
-11.2氧化还原反应与原电池
-11.3电极电势与电动势
-11.4氧化还原反应进行方向的判据、氧化还原反应平衡关系
--11.4氧化还原反应进行方向的判据、氧化还原反应平衡关系
-11.5电极电势的影响因素-能斯特方程
-11.6元素的电极电势图
-第十一章 氧化还原反应和电化学--习题
-12.1配合物的概念
-12.2配合物的异构现象
-12.3配位化合物的价键理论
-12.4配合物的晶体场理论
-12.5配位平衡计算
-第十二章 配位化合物--习题
-13.1 有机化学学科的建立
-13.2 有机化合物结构的探索
-13.3 精彩的有机合成
-13.4 有机化学的诱人前景
-第十三章 有机化学发展简史--习题
-13.5 典型有机物举例
-13.6 什么是有机化合物
-13.7 有机化学的概念
-13.8 有机化合物分类
-13.9 有机化合物结构表示法
-13.10 有机化合物中共价键的形成
-第十三章 有机化学发展简史--习题