看这个过程能不能自发。如果可以,熵值一定大于零~
第四节 热力学第三定律和规定熵
一:热力学第三定律
1. 定律表述:在绝对零度时,纯物质的熵值为0
2. 定律应用:我们知道熵值表示物质的混乱程度,所以很难去测量。既然无法知道绝对熵值。那么我们需要知道相对值以便于研究问题。为了得到相对值必须引入一个标准,所以我们规定纯物质的熵值为0 二:规定熵
我们规定了0K的时候物质的熵值为零。我们把在这个规定的基础上求出来的熵值称为规定熵。(就是以0K时的熵值作为基准比较而来的结果)此外,我们把100kPa下的规定熵称为标准熵。同样的1mol物质在100kPa下的规定熵我们称为摩尔标准熵。
第五节 熵变的计算
一:等温过程
1. 条件:等温过程既是指体系温度等与外界温度且保持不变的状态。此时体系中化学反应的热效应会引起体系熵变 2. 公式:ΔS=Qr/T(等温过程,不论反应是否可逆)
(ΔS)=nRln(V2/V1)=nRln(P1/P2)(理想气体等温过程) 二:等压过程
1. 条件:等压过程是指体系压强等于环境压强且保持不变的状态。
在反应过程中保持压强恒定的额外能量引起熵变 2. 公式:ΔS=Cpln(T2/T1)
(其中等压热熔是常数且要求是可逆过程) 三:等容过程
1. 条件:体系起始时的容积等于反应终止时容积,多余的能量引起体系的熵变
2. 公式:ΔS = Cvln(T2 /T1)
(其中等容热容是常数且要求过程可逆) 四:环境的熵变与潜热 1. 潜热:
若物质在可逆条件下发生相变,它所吸收的热我们称为潜热。此时1mol物质的熵变我们可以用Sm= ΔHm/ T进行计算。其中ΔHm称为摩尔潜热。 2. 环境的熵变:
环境的熵变就等于环境从体系所吸收的热量再除以环境的温度 可以用公式 ΔS环=Q/T环 进行计算。 五:化学反应过程的熵变
在标准压力下,298.15 K时,各物质的标准摩尔熵值有表可查。根据化学反应计量方程,可以计算反应进度为1 mol时的熵变值。 ▲▲▲注意:在计算时要用生成物的熵减去反应物的熵(千万别反了)
第六节 吉布斯能
一:基本定义 1. 吉布斯能定义式:
G=H-TS(其中H是体系焓,T是体系温度,S是体系熵) 2. 吉布斯能性质
吉布斯能是状态函数,具有容量性质。封闭系统对外所做的最大膨胀功等于系统吉布斯能(也就是说一般情况比吉布斯能小,可逆条件下相等),且反应总是向着吉布斯能减少的方向进行。 ▲▲▲注意:因为G是状态函数,所以只要始终态定了,G的变化量就定了
二:吉布斯能的计算: 1. 等温条件:
(ΔG)=nRTln(P2/P1) 或 G=G标+nRTln(P/P标)(其实两个是一样的)
其中G标是体系一定条件下的标准摩尔吉布斯能。
◆◆◆注意:恒温恒压可逆相变的吉布斯能不变(不同于焓变),此外可逆相变不仅限于液体在沸点的汽化或凝聚过程。液体在饱和蒸汽压下汽化或凝聚也属于可逆相变过程,一定注意!