2022-2023学年高二物理竞赛 热动平衡的判据 课件(共12张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛 热动平衡的判据 课件(共12张PPT)

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(共12张PPT)
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热动平衡的判据
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1、热力学函数判据
a、熵判据:
熵增加原理指出,孤立系统的熵永不减少。
根据孤立系统在平衡态时熵最大的特性判别系统是否平衡,称熵判据。
b、虚变动:
判别孤立系统的某一状态是否平衡,设想系统围绕该状态发生的各种可能的虚变动,比较由此引起的熵变。
虚变动-理论上假想的、满足外加约束条件的各种可能变动。
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1. 单元系:化学上纯的物质系统, 只含一种化学组分.
2.相:在化学组成和物质结构上都均匀的一定量的物质。相是按照物理性质的不同来划分的。
3.复相系:系统不是均匀的, 但可以分为若干个均匀的部分.
4. 由单一组元和单一相组成的系统称为单元单相系统,又称为均匀系统。
5. 如果一个单一组元的系统不均匀,但可以分为若干个均匀的部分,则该系统称为单元复相系(也称为非均匀系统)
概念:
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5
5
对于函数 f(x, y) 在 (x0 , y0) 附近做泰勒展开, 并表示为
函数 f 的变化为:
或写成:
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当一级微分δf=0,f有极值,可以得到平衡条件;
一级微分δf=0,δ2f<0, 有极大值,得到平衡的稳定条件(充要条件)
如果函数的极大不止一个,则其中最大的极大相应于稳定平衡,其它较小的极大值相应于亚稳平衡。
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亚稳平衡:对于无穷小的变动是稳定的,对于有限大的变动则是不稳定的。如发生较大的涨落或者通过某种触发作用,系统就可能由亚稳平衡态过渡到更加稳定(熵更大)的平衡态。
在体积和内能保持不变的情形下,如果围绕某一状态发生的各种可能的虚变动引起的熵变小于零,该状态的熵就具有极大值,是稳定的平衡状态。
如果围绕某一状态发生的某些可能的虚变动引起系统的熵变等于零,该状态是中性平衡状态。
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To,Po
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1.2 自由能判据
自由能F=U-TS
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1.3、吉布斯函数判据
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孤立系统 ΔS<0 等温等容系统 ΔF>0 等温等压系统 ΔG>0
平衡 平衡
平衡
稳定 平衡 稳定 平衡 稳定
平衡
不同热力学系统的平衡判据:
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内能判据:

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