• Quá trình Th nghịch: ΔS=0 entrôpi không đổi• Quá trình không Th ngh: ΔS>0 entrôpi tăng • Trong thực tế các quá trình lμ không thuận nghịch: Trong hệ cô lập các quá trình nhiệt động lực
Trang 1• Quá trình Th nghịch: ΔS=0 (entrôpi không đổi)
• Quá trình không Th ngh: ΔS>0 (entrôpi tăng)
• Trong thực tế các quá trình lμ không thuận
nghịch: Trong hệ cô lập các quá trình nhiệt động lực luôn xảy ra theo chiều entrôpi tăng
Hệ cô lập thực không thể 2 lần qua cùng một trạng thái Quá trình chấm dứt thì S đạt cực đại
vμ hệ ở trạng thái cân bằng
∫ δ
≥
Δ
) 2 (
) 1 (
T
Q
S
³ Đây lμ biểu thức định lượng NL hai NĐLH viết dưới dạng hμm entropi
Dấu = ứng với QT thuận nghịch Dấu > ứng với QT không Th nghịch
Trang 22 1
1 2
1
T
Q T
Q dS
dS
+
δ
= +
=
• Vật nhận nhiệt (2) phải có nhiệt T2 độ thấp hơn: T1>T2
Nguyên lý tăng entrôpi tương đương với nguyên lý 2 nhiệt động lực học
* Hệ gồm 2 vật với T1vμ T2:
Q2 -Vật 2 nhận
Q1=-Q2<0 vật 1 thải
Ví dụ
2
2 1
2
T
Q T
Q + δ
δ
ư
=
0 T
1 T
1
1 2
>
ư
⇒
0
) T
1 T
1 (
Q
dS
2 1
2 ư + >
δ
=
Trang 3*Hiệu suất cực đại: Chu trình TN
ΔQ1 nhả từ nguồn nóng → S1
ΔQ2 nguồn lạnh nhận → S2
= Δ
+
ΔS2 S1
1
2 1
2 1
T
T 1
Q
'
A Q
Q '
Δ
= η
⇒ Δ
− Δ
4 Thuyết chết nhiệt vũ trụ vμ sai lầm của nó:
* Clausius coi vũ trụ lμ hệ cô lập vμ áp dụng
nguyên lý 2 cho toμn vũ trụ: Khi S tăng đến cực
đại vũ trụ ở trạng thái cân bằng-> chết
1 1
2
T
T
Δ
⇒
0 T
Q T
Q
1
1 2
2 − Δ = Δ
=
Trang 4Sai lầm của Clausius:
a áp dụng hệ cô lập trên trái đất cho toμn vũ trụ vô hạn
b Mâu thuẫn với ĐL bảo toμn biến hoá năng
lượng
c Vũ trụ biến đổi không ngừng: Sao chết, sao
mới, vùng nhiệt độ cao biến đổi entrôpi giảm
d Những thăng giáng lớn trong vũ trụ
(Boltzmann)
c Không tính đến trường hấp dẫn vũ trụ Thuyết
vụ nổ Big Bang: entrôpi tăng đúng theo nguyên
lý 2
Trang 5c Quá trình thuận nghịch bất kỳ:
∫ δ
= Δ
2
1 T
Q S
2
1 S S
0 S
0
Q = ⇒ Δ = ⇒ = δ
= Δ
⇒
=
2
Q T
Q S
const T
A dU
Q = ư δ δ
5 Độ biến thiên entrôpi của khí lý tưởng
1(p1V1T1)->2(p2V2T2)->
a Quá tr đoạn nhiệt:
b Quá trình đẳng nhiệt:
Nguyên lý I:
V
dV RT
pdV
A
μ
ư
=
ư
=
dT C
m
μ
=
μ
= Δ
) 2 (
) 1 (
V
dV R
m T
dT C
m ( S
Trang 6C mR
pV T
−
=
μ
=
P
C R
vμ
1
2 V
P 1
2 1
2 V
V
V ln
) C
C (
m )
V
V p
p ln(
C
m
μ
+ μ
=
Δ
1
2 1
2 V
V
V ln
R
m T
T ln C
m S
μ
+ μ
=
Δ
Đối với quá trình đẳng áp:
Đối với quá trình đẳng tích:
1
2 P
V
V ln
C
m S
μ
= Δ
1
2 V
p
p ln C
m S
μ
= Δ
1
2 P
1
2 V
V
V ln
C
m p
p ln C
m S
μ
+ μ
= Δ
Trang 76 §å thÞ entr«pi, tÝnh Q:
∫
1
S
S
2
1
TdS Q
Q
7 ý nghÜa cña Nguyªn lý N§H II vμ
entr«pi:
• NhiÖt kh«ng thÓ truyÒn tõ vËt l¹nh h¬n sang vËt nãng h¬n Khi T1=T2 hÖ c©n b»ng kh«ng thÓ trë
vÒ tr¹ng th¸i kh«ng c©n b»ng HÖ kh«ng qua 1
tr¹ng th¸i 2 lÇn
§¼ng nhiÖt
Q=T.ΔS
T
1 2
S1 S2 S
BÊt k×
T
S1 dS S2 S 1
2
Trang 8• Trạng thái vĩ mô = tổng hợp các trạng thái vi mô → Nhiều khả năng
w-xác suất nhiệt động của trạng thái vĩ mô
Theo Boltzmann S=k.lnw; k- hằng số Boltzmann
• entrôpi lμ một hμm trạng thái đặc tr−ng cho mức độ hỗn loạn các phân tử
• không đo trực tiếp đ−ợc entrôpi
• T↑ S↑ : (Rắn→lỏng→khí),
• Nếu T↓ S↓ : (Khí→lỏng→ rắn)
•Trong hệ cô lập ΔS ≥ 0 Khi ΔS =0 hệ ở trạng thái cân bằng
Trang 9Tính S của hệ tại T:
0 S
lim
0
→
∫ δ
=
T
0 T
Q S
∫
=
T
0
P
T
dT )
T (
c S
7 Định lý Nernst
Khi nhiệt độ tuyệt đối tiến tới 0, entrôpi của
bất cứ vật nμo cũng tiến tới 0:
Trong QT đẳng áp:
Hệ quả của Định lý Nernst
ΔS=ΔS12 +ΔS23 +ΔS34 +ΔS41=0
ΔS34=Q/0?
1 T1 2
3 4
ΔS12=Q/T1
ΔS23 =ΔS41=0
S
T
0
Không thể có QT 34 Không thể đạt đ−ợc 0K
Trang 10Đ8 Các hμm thế nhiệt động
1 Định nghĩa: Hμm nhiệt động lμ hμm trạng
thái, mμ khi trạng thái thay đổi thì vi phân của
nó lμ vi phân toμn chỉnh
' A Q
A Q
dU = δ + δ = δ − δ
Lấy vi phân U có
thể tính ra các đại
l−ợng khác:
dV
) V
U (
dS
) S
U (
∂
∂ +
∂
∂
=
Từ Ng.lý I:
a Hμm nội năng U(S,V)
pdV
-TdS
Nếu S=const, V=const thì U=const
S
V
U (
p
&
) S
U (
T
∂
∂
=
∂
∂
=
⇒
...Nguyên lý I:
V
dV RT
pdV
A
μ
ư
=
ư
=
dT... class="page_container" data-page="6">
C mR
pV T
−
=
μ
=
P
C R
vμ
1...
• Vật nhận nhiệt (2) phải có nhiệt T2 độ thấp hơn: T1>T2
Nguyên lý tăng entrôpi tương đương với nguyên lý nhiệt động lực học
* Hệ gồm vật
