自发过程及其判据的讨论

自发过程及其判据是物理化学热力学中非常重要的概念,然而在不同教科书中自发过程的定义存在差异,对自发过程的特征有不同的理解,并且都存在自发过程的判据与其定义不完全对应的问题,由此导致物理化学教学及热力学第二定律应用上的困难。从引入自发过程这一概念的目的入手展开讨论,给出了较为合理的自发过程的定义及其对应的判据。

自发过程定义及自发过程判据

过程自发性及其判据是物理化学热力学中的重点与难点内容,然而在不同教材中对自发过程的定义存在差异,自发过程判据的推导过程与判据应用条件导致对自发过程判据及其应用条件与吉布斯自由能、亥姆霍兹自由能的物理意义理解的困难。就自发过程的定义、自发过程判据进行了讨论。

关于热力学自发过程定义及判据的讨论

自发过程是化学热力学一个极为重要的基本概念,但是各教材对其定义历来不尽一致,对自发过程判据的阐述也不十分清楚,给教学带来了一定困难。鉴于此,讨论了迄今为止几种自发过程定义的优缺点,分析了造成自发过程定义不统一的主要原因,讨论了熵判据可作为自发过程判据的条件。

再论自发过程及热力学过程判据

自发过程是热力学的一个重要概念,它与热力学第二定律相结合可指明过程的方向,然而到目前为止自发过程还没有一个令人满意的定义,给物理化学教学带来了困难。为了解决此问题,针对公认的自发过程的例子进行了严格分析和总结,在此基础上指出了目前典型的自发过程定义存在的问题,指明这些问题是由人们在讨论自发过程例子时没有注意系统的划分而导致的。给出了意义明确的自发过程定义,引出了给定条件下能发生的非自发过程的概念。将这些概念和热力学第二定律相结合,得到方便实用的过程方向判据,克服了以往自发过程定义的模糊性。

自发过程体系焓变与熵变的实验设计

利用乙酸钠过饱和溶液的结晶过程体现自发过程中熵变与焓变的趋势，并通过直观的实验现象及其解释为学生理解体系自发过程是否进行的判据提供认知经验。

关于热力学自发过程教学的几点思考

对当前物理化学教材和文献中自发过程的定义进行了分析讨论,对于等温等容和等温等压条件下自发过程的判据进行了推导,给出了较严格的自发过程的定义和正确的热力学判据。针对该内容的教学提出了几点建议。

△S_(物系)+△S_(环境)≥0不能判断自发过程的方向

不可逆过程不仅是自发过程,还包括非自发过程。因此,△S_(隔离)>0的过程是自发的,而△S_(物系)+△S_(环境)>0的过程就不一定了。几个算例说明了这一点。不可逆过程中能量耗散,原本可做有用功的能量没有做功,变成了热交换给环境,以此为原则,可计算△S_总(=△S_(物系)+△S_(环境)),它就是I.prigogine的熵产生。列举了几个算例。

关于热力学自发过程的研究

应用逻辑推理和概念比较法研究问题,给热力学自发过程一个严格定义,使许多混淆得以澄清,对经典著作中的外部和内部不可逆过程作了新的解释。

谈焓变和熵变对自发过程的影响及其对△G的相对贡献

本文通过一些具体实例，分析了在系统的状态变化中，焓变和熵变对自发过程方向的影响及对吉布斯自由能变 化值的相对贡献。

化学反应中自发过程的教学探讨

为了准确、深刻地理解化学反应的自发过程,本文从宏观和微观的角度对自发过程共同特点进行了讨论,作者认为自发过程其实就是从有序到无序的不可逆过程。

关于自发过程教学的探索

指出了现有的几种自发过程定义的不足之处,提出了一种较科学、较合理的自发过程定义,阐述了它的优点并用它来解答一些疑难问题。

自发过程的判据

判断某个状态变化过程是否自发,是物理化学课教学的重点和难点。可以从自发过程的特征及三个判断自发过程的状态函数之间的关系进行分析,得出自发过程的判据,并从三个判据适用的条件上,归纳出各判据的适用范围,使学生易于掌握。

从可证伪性看自发过程及热力学判据

在当前的物理化学教学体系中,自发过程往往被作为热力学中的重要和核心概念。然而自发过程一直缺乏一个准确的定义,教学中常常引起师生的困惑和争论。本文中,在对自发过程的概念进行了重新审视之后,发现“自发性”不可证伪,而可证伪性是自然科学的基本特征之一,因此概念本身存在严重的问题。进一步地,本文中提出可以使用“可行性”替代“自发性”,这样不仅可以避免已有的诸多争议,还可以更加准确和简明地阐释热力学判据的内涵。

论自发过程

用熵增原理分析讨论了对自发过程的各种现行叙述法和定义,给出了自发过程的严格定义,分析了自由能判据和自由焓判据的实质.

自发过程初探

为使概念清晰、准确,引出判据的意义和使用条件更加明确,本文分析了物理化学、无机化学,普遍化学教科书中自发过程的各种不同定义及有关问题,对自发过程提出了统一的定义。

对一种自由能和自由焓的导出方法和自发过程进行的方向与限度的判据的商榷

自由能和自由焓是化学热力学中的重要概念之一。自由能判据和自由焓判据,特别是自由判据,是解决化学反应过程的方向与限度问题的重要手段之一。高等学校现行物理化学教材中,大都采用先讲述熵的概念,然后由热力学第二定律数学表达式(clausius不等式)联合热力学第一定律数学表达式导出自由能和自由焓,并得出自发过程进行的方向与限度判据式。 1986年高等教育出版社出版的师范专科学校试用教材《物理化学》(以下简称教材中。提出一种新的自由能和自由焓的导出方法。

《能量变化与自发过程》

通常有这样一种说法:自发过程的方向就是能量降低的方向。对于一些明显的事例初看起来似乎是对的:水从高处流向低处,电荷从高电位移向低电位,热量从高温流向低温……但仔细分析表明这说法至少是含糊不清的。其一是未指明能量究竟属于何种形式,要求什么条件;其二就算是指明这能量包括所有形式,则能量转换和守恒定律就将否定这种说法。

自发过程总熵判据的讨论式教学实践

将讨论式教学法的基本思想应用到物理化学的课堂教学中，对物理化学的教学难点——热力学自发过程总熵判据的适用条件问题进行了深入的讨论，最终归纳总结，得出重要结论：总熵判据只能用来判断过程的可逆性，不能直接判断过程的自发性。要想进一步判断过程的自发性质，须结合系统与环境之间交换的总功进行判断。通过讨论式教学实践，学生对热力学自发过程总熵判据的适用条件有了更加深入的理解，给后续课程的学习打下了良好的基础。

论热力学自发过程与可逆过程

本文讨论了系统始终态的性质与自发过程和可逆过程的关系。提出了始终态间有自发趋势只是自发过程的必要条件，如果人为控制条件，在同样始终态之间的变化也能以可逆方式实现，但自发过程不是可逆过程。

热力学过程的自发性的探讨

针对物理化学教材中对自发过程的定义说法不一,进行了归纳和本质上的阐述,并结合教学实践就热力学中较为抽象的自发过程进行了深入的探讨。