第二章 热力学第二定律：热力学第二定律主要研究的是某一变化过程中的方向和限度问题。这里面有两个问题需要解决。第一、 变化过程有很多种，如何把众多的变化过程用统一的语言来描述；第二、提到变化过程必须要找到一个比较的基准，才能判断变化的方向。最终的结果是用可逆（平衡态）过程和不可逆（自发）过程来描述体系的变化方向；导出了“体系的熵变 ΔS”做为比较的基准帮助我们判断某一变化的方向，为了简化判据，又推导出了亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能判据。最后计算了不同变化过程的ΔS、ΔF和ΔG。2.1内容设计:热力学第二定律有文字描述和数学表达式。本章共有三个状态函数可以作为变化方向的判据，即熵判据、亥姆霍兹自由能判据和吉布斯自由能判据。因此本章的设计思路是第一步、如何定义这些判据；第二步、如何使用这些判据；第三步、对于不同变化过程，如何计算这些判据的具体值。[单选题]可逆热机的热功转换效率最高，因此由可逆热机带动的火车与不可逆热机带动的火车比较选项:[速度慢，节能, 速度慢，不节能, 速度快，节能, 速度快，不节能]
2.2热温商的导出:对于热功转换的方向和限度问题，按照上一讲的思路，首先找到一个比较的基准。等温可逆的热功转换过程可以等价于平衡过程，可以作为比较的基准。体系经过不同温度的可逆变化过程，可以推导出Q/T这个表达式与过程无关，是一个状态函数。
2.3熵判据的建立:可逆过程的热温商定义为“熵变ΔS”，由于体系的ΔS与过程无关，所以“熵”是一个状态函数，体系的ΔS体与环境的熵变ΔS环之和等于孤立体系的 ΔSiso。ΔSiso大于零是自发的不可逆过程，ΔSiso等于零是可逆的平衡过程。
2.4不同变化过程熵变的计算:熵判据导出之后，接下来应该计算不同变化过程的熵变，本讲导出了等温过程、变温过程及相变过程的熵变的计算公式，但无法计算化学反应的熵变。
2.5熵的本质:气体扩散和功热转换过程是熵增过程也是体系混乱度增加的过程，根据这个对应关系，我们推理出了熵的本质就是体系在微观状态的混乱度，混乱度越大，熵的绝对数值也越大。这里的混乱度是指分子排列方式的混乱程度而不是分子运动的剧烈程度。
2.6热力学第三定律与规定熵:如何计算化学反应的熵变是一个很重要的问题，由于反应前后物质的种类发生变化，因此不能用前述的公式计算化学反应的熵变。计算化学反应的熵变没有像计算化学反应焓变那样的间接思路，只能直接的用产物的熵之和减去反应物的熵之和来求化学反应的熵变，因此必须要知道熵的绝对数值到底是多少。热力学第三定律规定了绝对零度时纯物质的熵的绝对数值是零，根据以前的公式就可以计算出任意温度下某种物质的熵的绝对数值，进而可以计算出化学反应的熵变。
2.7亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能:用熵判据判断某一变化过程的方向时需要计算体系的熵变和环境的熵变，使用起来比较麻烦。为了简化判据，科学家在等温、等容及非体积功为零条件下导出了亥姆霍兹自由能判据；在等温、等压及非体积功为零的条件下导出了吉布斯自由能判据，有了这两个判据只要知道体系的亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能的变化值就能判断某一过程变化的方向。
2.8吉布斯自由能的计算:本讲从吉布斯自由能的定义式出发推导出了不同变化过程吉布斯自由能变化值的计算公式。具体包括等温过程、化学反应过程及相变过程。变温过程ΔG的计算公式在此讲中没有涉及。
2.9几个热力学函数之间关系:本章及上一章共学了8个状态函数，有4个状态函数是以能量（焦耳）为单位的，它们是U、H、A、G；另外4个不是以能量（焦耳）为单位的，它们是P、V、T、S。本讲找热力学函数关系主要是找以能量为单位的4个状态函数与另外4个热力学函数的关系，并根据ΔG与温度的偏微分式计算出ΔG随温度的变化公式。
2.10麦克斯韦关系式:麦克斯韦关系式给出的是状态函数偏微商之间的关系，它的用途是用实验容易测定的偏微商代替实验不容易测定的偏微商。根据偏微商之间的关系式可以从理论上证明理想气体的热力学能只是温度的函数这一结论。
2.11热力学第二定律总结:热力学第二定律主要解决的问题是判断某一变化过程的方向和限度。在本章里一共推导出了三个状态函数来判断某一变化过程进行的方向。这三个状态函数是熵判据、亥姆霍兹自由能判据和吉布斯自由能判据。最后导出了等温过程、变温过程、相变过程以及化学反应过程的三个状态函数的计算公式。
[单选题]某化学反应R→P在等压过程焓变DS与温度无关，则该过程的（ ）选项:[DH与温度无关, DG与温度无关, DF与温度无关, DU与温度无关]
[单选题]液态水在100℃及101.325 kPa下蒸发成水蒸气，则该过程的(_) 选项:[DS = 0, DG = 0, DU = 0, DH = 0]
[单选题]∆S=∆H/T适合下列哪个过程熵变的计算（ ）选项:[-1℃过冷水变成冰, 水在100℃一个大气压下蒸发为水蒸气, 水在室温一个大气压下蒸发为水蒸气, -10℃冰在一个大气压下变成水蒸气]
[单选题]吉布斯自由能减小的变化过程一定是自发过程。选项:[对, 错]
[单选题]亥姆霍兹自由能判据和吉布斯自由能判据都是在熵判据的基础上导出的选项:[错, 对]
[单选题]过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，此过程的 DG=0选项:[对, 错]
[单选题]封闭体系、等温、等压、非体积功为零的条件下，DG大于零的化学变化不能自发进行选项:[对, 错]
[单选题]体系的熵变与变化过程无关，因此体系的熵变不能作为判据判断变化进行的方向。选项:[对, 错]
[单选题]反应 CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g) 的DrS (T) > 0 ，则该反应的DrG(T) 将随温度的升高如何变化（假设DrH不随温度变化而变化）选项:[无法确定, 增大, 减小, 不变]
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