第2章热力学第二定律2．1重要概念和方法1．过程的方向和限度热力学第二定律的主要任务之一是判断一个过程的方向和限度。自然界的过程干差万别，但都有各自固定的方向，例如化学反应()()()()aqOHaqNaClaqNaOHgHCl2+=+人们认为反应方向是向右，即反应是向着酸和碱中和生成盐和水的方向进行。在一定环境条件下，人们把不需环境做非体积功(即不耗电、光等)就能在系统中自动发生的过程称为自发过程。相反只有通过耗电、耗光等形式的非体积功才能发生的过程称非自发过程。通常人们所说的过程方向和限度实际上是指自发过程的方向和限度。例如在上例中，并不能说反应不可能向左方进行。因为在氯碱车间里就是将食盐水放入电解槽中，经电解在阳极得到C12(g)，在阴极获得H2(g)和NaOH(aq)，然后将C12(g)与H2(g)混合反应得到HCl(g)，即该车间里的过程是盐水变成酸和碱的过程。但这是在给电解槽通电条件下进行的，所以是不自发过程。可逆过程意味着平衡，因此可逆就是过程的限度。2．Gibbs(吉布斯)函数变(∆G)和Helmholtz(亥姆霍兹)函数变(∆A)的物理意义:在等温等压条件下，-∆G代表系统做非体积功的本领(可逆非体积功)，即-∆G＝W’T,p,r；在等温条件下，一∆A代表系统的做功本领(可逆功)，即一∆A＝WT,r。上述结论十分重要，它能帮助我们分析思考问题，又有利于计算∆G和∆A。3。计算∆S和∆G(包括∆U和∆H)时应注意的问题(1)若给定过程没有公式可直接套用，则需在初末态之间设计新的途径。设计途径的原则是确保其中的每个步骤都有公式或结论可用。尤其在设计可逆途径时，不仅要求读者记牢公式，更重要的对几种典型可逆过程(可逆膨胀或压缩、可逆传热、可逆相变和可逆化学反应)理解深刻。(2)对于较复杂的系统(例如多相系统)，要注意利用S，G，U和H等容量性质，用“分割法”将系统划分成多个简单部分，分别计算各部分的∆S，∆G，∆U和∆H只，然后得出总和。这是将复杂问题化简的重要方法之一。对于由多种理想气体构成的系统，亦可按组分进行分割。4．T和p对其他性质的影响温度和压力是最常使用的两个人为控制因素，人们总是通过选定适当的T和p控制生产过程。T和p对于不同系统的S，G，U和H诸性质的影响程度如下:(1)温度的影响：对于任何系统，不论是气体、液体、还是固体，T对上述各函数的影响都是显著的，即使在∆T了不很大的情况下，也不可忽略这种影响。(2)压力的影响：对于气体物质,p对U和H的影响不大，当压力变化不大(即∆p值不大)时，可以忽略这种影响。...
