《化學(xué)與人生哲理》課件第3章化學(xué)熱力學(xué)

1、化學(xué)熱力學(xué)與人生哲理化學(xué)與人生化學(xué)熱力學(xué)與人生哲理化學(xué)與人生化學(xué)熱力學(xué)能高、熵高、焓大，則熱高、光強(qiáng)、貢獻(xiàn)大化學(xué)熱力學(xué)是研究化學(xué)變化的方向和限度及其變化過程中能量的相互轉(zhuǎn)換所遵循的規(guī)律的科學(xué)?；瘜W(xué)熱力學(xué)是一門宏觀科學(xué)，研究方法是熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)的方法，不涉及物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。 一個(gè)人內(nèi)能高、自由能高、情商（熵）高、智商（熵）高、涵（焓）養(yǎng)高，則熱量高、發(fā)光強(qiáng)，對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)大。化學(xué)熱力學(xué)能高、熵高、焓大，則熱高、光強(qiáng)、貢獻(xiàn)大化學(xué)熱力系統(tǒng)與環(huán)境倡導(dǎo)合作共贏，努力構(gòu)建人類命運(yùn)共同體熱力學(xué)把所研究的對(duì)象稱為系統(tǒng)(system)在系統(tǒng)以外與系統(tǒng)有互相影響的其他部分稱為環(huán)境(surroundings)。孤立系

2、統(tǒng)：閉關(guān)鎖國就會(huì)落后，落后就會(huì)挨打。敞開系統(tǒng)(open system)：與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換又有能量交換的系統(tǒng)封閉系統(tǒng)(closed system)：與環(huán)境之間只有能量交換而沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng)孤立系統(tǒng)(isolated system)：與環(huán)境之間既沒有物質(zhì)交換也沒有能量交換的系統(tǒng)稱為。系統(tǒng)與環(huán)境倡導(dǎo)合作共贏，努力構(gòu)建人類命運(yùn)共同體熱力學(xué)把所系統(tǒng)與環(huán)境倡導(dǎo)合作共贏，努力構(gòu)建人類命運(yùn)共同體生命系統(tǒng)可以認(rèn)為是復(fù)雜的化學(xué)敞開系統(tǒng)，能與外界進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換，結(jié)構(gòu)整齊有序。一個(gè)國家，只有改革開放，與外界進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換，才能建設(shè)一個(gè)欣欣向榮、繁榮昌盛的國家。系統(tǒng)與環(huán)境倡導(dǎo)合作共贏，努

3、力構(gòu)建人類命運(yùn)共同體生命系統(tǒng)可狀態(tài)函數(shù)人要善于了解自己，樂于解剖自己，才能自知者明系統(tǒng)的狀態(tài)是系統(tǒng)的各種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。系統(tǒng)的狀態(tài)可以用壓力、溫度、體積、物質(zhì)的量等宏觀性質(zhì)進(jìn)行描述，當(dāng)系統(tǒng)的這些性質(zhì)都具有確定的數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)就處于一定的狀態(tài)，這些性質(zhì)中有一個(gè)或幾個(gè)發(fā)生變化，系統(tǒng)的狀態(tài)也就可能發(fā)生變化。壓力溫度體積物質(zhì)的量人的狀態(tài)函數(shù)是喜怒哀樂狀態(tài)函數(shù)人要善于了解自己，樂于解剖自己，才能自知者明系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)：人的狀態(tài)函數(shù)有：健康狀況，知識(shí)水平、社會(huì)貢獻(xiàn)、社會(huì)地位等來描述一個(gè)人。在熱力學(xué)中，把這些用來確定系統(tǒng)狀態(tài)的物理量稱為狀態(tài)函數(shù)(state function)，主要有內(nèi)能、焓、熵、

4、吉布斯能等。狀態(tài)函數(shù)：人的狀態(tài)函數(shù)有：健康狀況，知識(shí)水平、社會(huì)貢獻(xiàn)、社熱力學(xué)第一定律(能量守恒定律)人的時(shí)間和精力也守恒，這方面多了，那方面就少了能量在轉(zhuǎn)化和傳遞的過程中能量的總值不變。人的時(shí)間和精力也是守恒的，這方面花多了，那方面就少了。要合理安排自己的時(shí)間和精力，最大限度提高學(xué)習(xí)工作效率，合理進(jìn)行生養(yǎng)休息。熱力學(xué)第一定律(能量守恒定律)人的時(shí)間和精力也守恒，這方內(nèi)能與焓成功(H)=天才(U)+勤奮(PV)內(nèi)能（U）是系統(tǒng)中物質(zhì)所有能量的總和，包括分子的動(dòng)能、分子之間作用的勢(shì)能、分子內(nèi)各種微粒（原子、原子核、電子等）相互作用的能量。人的內(nèi)能就是人的潛能，潛能的大小也是未知的，可以最大限度的開

5、發(fā)和發(fā)揮。內(nèi)能的絕對(duì)值目前尚無法確定。在非體積功為零的條件下，封閉系統(tǒng)經(jīng)等容過程變化，系統(tǒng)所吸收的熱全部用于增加體系的內(nèi)能。內(nèi)能與焓成功(H)=天才(U)+勤奮(PV)內(nèi)能（U）是內(nèi)能與焓成功(H)=天才(U)+勤奮(PV)要個(gè)人的智商就是內(nèi)能U，勤奮就是pV，二者之和就是成功，好比焓。成功(H)=天才(U)+勤奮(pV)。焓（H）是熱力學(xué)中表征物質(zhì)系統(tǒng)能量的一個(gè)重要狀態(tài)參量。對(duì)一定質(zhì)量的物質(zhì)， 焓定義為H=U+pV， U為物質(zhì)的內(nèi)能，p為壓強(qiáng)，V為體積由于無法確定內(nèi)能U的絕對(duì)值，因而也不能確定焓的絕對(duì)值?；瘜W(xué)反應(yīng)的等壓熱效應(yīng)等于系統(tǒng)的焓的變化。內(nèi)能與焓成功(H)=天才(U)+勤奮(PV)要個(gè)

6、人的智化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)人應(yīng)多一些放熱反應(yīng)，少一些吸熱反應(yīng)一個(gè)人對(duì)集體、對(duì)社會(huì)應(yīng)該多一些放熱反應(yīng)，多一些正能量，少一些吸熱反應(yīng)，少一些負(fù)能量。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)總是伴隨著能量變化。在等溫非體積功為零的條件下，封閉體系中發(fā)生某化學(xué)反應(yīng)，系統(tǒng)與環(huán)境之間所交換的熱量稱為該化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，亦稱為反應(yīng)熱(Heat of reaction)。在通常情況下，化學(xué)反應(yīng)是以熱效應(yīng)的形式表現(xiàn)出來的，有些反應(yīng)放熱，被稱為放熱反應(yīng)；有些反應(yīng)吸熱，被稱為吸熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)人應(yīng)多一些放熱反應(yīng)，少一些吸熱反應(yīng)一個(gè)人蓋斯定律不管黑貓白貓，抓住老鼠就是好貓完成一件事情，不管通過何種途徑，只要最終效果一樣都是好樣

7、的。不管黑貓白貓，抓住老鼠就是好貓。1840年，俄國科學(xué)家蓋斯(G. H. Hess)在總結(jié)大量反應(yīng)熱效應(yīng)的數(shù)據(jù)后提出了一條規(guī)律：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)不論是一步完成或是分幾步完成，其熱效應(yīng)總是相同的。這就是蓋斯定律，是熱力學(xué)第一定律的必然結(jié)果，它只對(duì)等容反應(yīng)或等壓反應(yīng)才是完全正確的。蓋斯定律揭示了在條件不變的情況下，化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)只與起始和終止?fàn)顟B(tài)有關(guān)，而與變化途徑無關(guān)。蓋斯定律不管黑貓白貓，抓住老鼠就是好貓完成一件事情，不自發(fā)過程與熱力學(xué)第二定律興趣愛好是原動(dòng)力在一定條件下沒有任何外力推動(dòng)就能自動(dòng)進(jìn)行的過程稱為自發(fā)過程。自然界中的一切宏觀過程都是自發(fā)過程。自發(fā)變化的方向和限度問題是自然界的一個(gè)根本

8、性的問題。自發(fā)過程與熱力學(xué)第二定律興趣愛好是原動(dòng)力在一定條件下沒有熱力學(xué)第二定律興趣愛好是推動(dòng)完成一件事情的原動(dòng)力，是一個(gè)自發(fā)過程。自發(fā)過程總是單方向地向平衡狀態(tài)進(jìn)行，在進(jìn)行過程中可以做功，平衡狀態(tài)就是該條件下自發(fā)過程的極限。這就是熱力學(xué)第二定律。反應(yīng)放熱（焓值降低）雖然是推動(dòng)化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)重要因素，但不是唯一的因素。反應(yīng)系統(tǒng)的混亂度熵增加是推動(dòng)化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的另一個(gè)重要因素。熱力學(xué)第二定律興趣愛好是推動(dòng)完成一件事情的原動(dòng)力，是一個(gè)自孤立系統(tǒng)的熵增原理約束和自由是矛盾的對(duì)立與統(tǒng)一興趣愛好是推動(dòng)完成一件事情的原動(dòng)力，是一個(gè)自發(fā)過程?！办亍笔强藙谛匏固岢龅?。1872年波爾茲曼給出了熵的微

9、觀解釋：在大量分子、原子或離子微粒系統(tǒng)中，熵是這些微粒之間無規(guī)則排列的程度，即系統(tǒng)的混亂度，用符號(hào)S表示，單位是JK-1，熵是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)。這就是熱力學(xué)第二定律。同一物質(zhì)：S高溫S低溫SgSlSs。S混合物S純凈物孤立系統(tǒng)的熵增原理約束和自由是矛盾的對(duì)立與統(tǒng)一興趣愛好孤立系統(tǒng)的熵增原理約束和自由是矛盾的對(duì)立與統(tǒng)一懶惰是自發(fā)過程的，而勤奮的人需要有明確的目標(biāo)和堅(jiān)韌的毅力。溶質(zhì)溶解在溶劑中也是熵增加。同一物質(zhì)：S高溫S低溫 SgSlSs。S混合物S純凈物溶解熵增分散熵增結(jié)冰熵減孤立系統(tǒng)的熵增原理約束和自由是矛盾的對(duì)立與統(tǒng)一懶惰是自孤立系統(tǒng)的熵增原理約束和自由是矛盾的對(duì)立與統(tǒng)一生長(zhǎng)是一個(gè)非自發(fā)過程

10、，是一個(gè)熵增加的過程，需要吸收能量。溶質(zhì)溶解在溶劑中也是熵增加。同一物質(zhì)：S高溫S低溫，SgSlSs。S復(fù)雜分子S簡(jiǎn)單分子生長(zhǎng)熵減生長(zhǎng)熵減，需要吸收能量火山噴發(fā) 熵增孤立系統(tǒng)的熵增原理約束和自由是矛盾的對(duì)立與統(tǒng)一生長(zhǎng)是一熵增原理人類社會(huì)許多自發(fā)過程也是熵增加的過程。政策、法律、道德是規(guī)范社會(huì)秩序的工具。人的學(xué)習(xí)、工作、團(tuán)體活動(dòng)和社會(huì)秩序都是要有序進(jìn)行，即為熵減少的過程。做操 熵減上課 熵減熵增原理人類社會(huì)許多自發(fā)過程也是熵增加的過程。人的學(xué)習(xí)、工熱力學(xué)第三定律完美無缺的人是不存在的要使社會(huì)井然有序，就必須依靠外力，依靠規(guī)章制度、法紀(jì)法規(guī)和道德規(guī)范等輸入正能量。 熱力學(xué)第三定律：在溫度為0 K，

11、任何純物質(zhì)的完美晶體（原子或分子的排列只有一種方式的晶體）的熵值為零。完美晶體熵值為零熱力學(xué)第三定律完美無缺的人是不存在的要使社會(huì)井然有序，吉布斯能減少原理人的自發(fā)變化總是向懶惰貪婪方向進(jìn)行人都需要補(bǔ)充正能量。 吉布斯能減少原理，即自發(fā)變化總是朝吉布斯能減少的方向進(jìn)行。下雨，G減小1876年，美國科學(xué)家吉布斯（Gibbs）綜合考慮了焓和熵兩個(gè)因素，提出G吉布斯能（Gibbs energy）： G=H-TS吉布斯能減少原理人的自發(fā)變化總是向懶惰貪婪方向進(jìn)行人都【小結(jié)】1、化學(xué)熱力學(xué)能高、熵高、焓大，則熱高、光強(qiáng)、貢獻(xiàn)大2、系統(tǒng)與環(huán)境倡導(dǎo)合作共贏，努力構(gòu)建人類命運(yùn)共同體3、狀態(tài)函數(shù)人要善于了解自己，樂于解剖自己，才能自知者明4、能量守恒定律人的時(shí)間和精力也守恒，這方面多了，那方面就少了5、內(nèi)能與焓成功(H)=天才(U)+勤奮(PV)6、化學(xué)