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简明物理化学 · 第二章 热力学第二定律:过程为何有方向 · 从“会不会”进入第二定律

熵与 Clausius 不等式:用可逆路径计算状态变化

熵 S 是状态函数;对可逆过程 dS=δQrev/T,而一般循环满足 Clausius 不等式。

熵不是“乱”的同义词替身,而是有严格定义的状态函数。因为 ΔS 只取决于始末态,哪怕真实过程不可逆,也可构造一条连接相同始终态的可逆路径来计算它。绝热孤立系统的总熵不减少,是很强的方向约束;但在普通恒温恒压化学过程中,直接算体系和环境的熵常不方便,于是我们进一步引入 Gibbs 函数。

开始自测

学完要会什么

能说明为什么不可逆过程也能通过可逆路径求 ΔS,并区分 δQ/T 与 ΔS 的适用范围。

做题前先检查

  • 先明确题目研究的对象与符号,避免把“熵与 Clausius 不等式:用可逆路径计算状态变化”和相近概念混用。
  • 需要计算时,先确认本页的核心公式或定义:dS = δQrev/T。
  • 最后复核一个高频易错点:直接把不可逆过程的实际热量除以 T 当作 ΔS。。

先回忆,再看答案

用三个问题检查是否真的理解

1. “熵与 Clausius 不等式:用可逆路径计算状态变化”最先要辨认的对象是什么?

提示:先回到一句话理解。

2. 使用结论前要检查什么?

提示:对象、条件、符号。

3. 完成后最值得复核的易错点是什么?

提示:从本页易错点中找。

关键公式

常见易错点

  • 直接把不可逆过程的实际热量除以 T 当作 ΔS。
  • 把“体系熵增加”误说成任意自发过程唯一判据。