内容发布更新时间 : 2024/12/23 19:11:14星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
《物理化学》教案（上册）
§3-8 克拉贝龙方程
【本节重点】掌握克拉佩龙方程及克劳修斯—克拉贝龙方程 【本节难点】两个方程的适用条件的理解及其应用 【板 书】一、克拉贝龙方程
推导过程见教材P143。
适用条件：纯物质的两相平衡系统
二、液－气、固－气平衡的蒸气压方程——克劳修斯—克拉佩龙方程 蒸发平衡、升华平衡的共同特点时其中的一个相为气相。 推导过程见教材P145。
适用条件：两相平衡，其中一相为气相，且气相为理想气体。 克劳修斯—克拉佩龙方程最简单的定积分式见教材。 【幻 灯 片】章末复习与总结
章末总结与习题
一、基本公式和内容提要 1. 卡诺（Carnot）循环及定理
Carnot循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和绝热可逆压缩构成一个循环过程。
Carnot定理：所有工作于同温热源与同温冷源之间的热机，其效率都不能超过可逆热机。用公式表示为NH4Cl(s)?NH3(g)?HCl(g)?I??R
Carnot定理推论：所有工作于同温热源和同温冷源之间的可逆热机，其热机效率都相等。 2. 热力学第二定律
克劳修斯说法：不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
41
《物理化学》教案（上册）
开尔文说法：不可能从单一热源吸热并使之完全变为功而不引起其他变化。 数学表达式（Clausius不等式）：?SA?B??AB?QT?0
3. 熵的定义 dS?(?QT)R
熵的物理意义：熵是系统混乱度的一种量度。一切自发的不可逆过程都是从有序到无序的变化过程，也就是熵增加的过程。
4. Helmholtz(亥姆霍兹)自由能 A?U?TS 5. Gibbs（吉布斯）自由能 G?H?TS 6. 热力学判据
（1）熵判据：dSU,V?0
（2）Helmholtz判据：dAT,V,Wf?0?0 （3）Gibbs判据：dGT,P,Wf?0?0 7. 热力学基本关系式 （1）基本方程
S dU?Td?p d VS dH?Td?V d? dA??SdTp d VdG??SdT?V d （2）对应系数关系式
?U?U?H?H)V ?P?()S T?()P V?()S ?S?V?S?P?A?A?G?G ?S?()V ?P?()T ?S?()P V?()T
?T?V?T?P T?( （3）麦克斯韦（Maxwell）关系式 (?T?P?T?V?S?P?S?V)??()()?()()?()()??(P) SVSPTVT?V?S?P?S?V?T?P?T8. 热力学第三定律及其数学表达式
?0 在0K时，任何完整晶体的熵等于零，即 limS(完整晶体）T?OK所谓完整晶体是指晶体中原子或分子只有一种排列方式。 9. 热力学第零定律
如果物体A和B分别与物体C达到热平衡，那么A与B也达到热平衡，这就是热平衡定理
42
《物理化学》教案（上册）
或第零定律。
二、主要公式及使用条件 1. 熵变的计算
（1）封闭系统的单纯pVT变化 ?S?Qr （等温可逆过程） TT2T1 ?S?n?Cp,m ?S?n?CV,mT1T2TdT?nCp,mln2 （等压过程） TT1TdT?nCV,mln2 （等容过程） TT1（2）理想气体的pVT变化 ?S?nRlnV2p?nRln1 （等温过程） V1p2V2T?nCV,mln2 （先等温后等容过程） V1T1p1T?nCp,mln2 （先等温后等压过程） p2T1T2T?nCp,mln2 （先等压后等容过程） T1T1 ?S?nRln ?S?nRln ?S?nCV,mln（3）几种宏观不同的气体的等温等压的混合过程 ?mixS?nR?nBlnxB
B （4）相变化 ?S??H TB （5）化学变化 ?rS?m(T)???B?S(T )m2. ?G和?A的计算
?G??H??(TS) （任意过程）
H?T?S ?G?? （等温过程） H?S?T ?G?? （等熵过程）
?G??
p2p1Vd p （组成不变的均相封闭系统的等温过程）
43
《物理化学》教案（上册）
?G?nRlnp2 （理想气体等温过程） p1 ?A的计算同样根据定义式。 三、习题 1. 填空
（1）可逆循环的热温熵之和等于 ，在工作于温度为T1与T2两热源间的所有热机中，只有
热机的效率最高，它的效率值可达?? 。
（2）第一类永动机是指 就能做功的机器。因为它违反了
定律，所以造不出来。第二类永动机指的是 就能做功的机器，它并不违反 ，但它违反 ，故也造不出来。
（3）熵是系统的状态函数，按性质分类，熵属于 性质。在隔离系统中，一切可能发生的宏观过程都是 过程，均向着系统的熵值 增大 的方向进行，直至平衡时，熵值达到此条件下的 值为止。在隔离系统中绝不会发生熵值的 的过程。
（4）理想气体的恒温过程是恒 的过程；所有系统的可逆绝热过程为恒 的过程；所
有恒温恒压下的可逆相变过程为恒 的过程。
（5）系统经绝热不可逆膨胀，?S 0，经绝热不可逆压缩，?S 0。 （6）同一物质的气、液、固三态的摩尔熵值的关系为 。 （7）自发过程的共同特征是 。
（8）工作在373K和298K的两个热源间的卡诺热机，其效率是 。 （9）熵是系统 的一种量度。 （10）双原子理想气体的Cp,m= 。 （11）可逆热机的效率 一般热机效率。 2. 选择
（1）系统经不可逆循环过程，则有（ ）
A．?S系统?0，?S隔离>0 B. ?S系统?0，?S隔离>0 C．?S系统?0，?S环境<0 D. ?S系统?0，?S隔离<0 （2）下列偏导数中小于零的是（ ）
44