普通物理学chap_06摘要.ppt

二. 功 一.内能 (一).等体过程 (二)等压过程 (二)等压过程 例1 §2-4 绝热过程 绝热过程功的另一形式： 绝热过程的功的另一形式 例题1 三.致冷机及逆循环 三.致冷机及逆循环 例1. 四.卡诺循环 1.卡诺致冷机的致冷系数 2.卡诺热泵的致热系数 说明: 二.热力学第二定律 2.卡诺定理 1.可逆过程与不可逆过程 b. 不可逆过程不能理解为 系统不能回到初态, 而是 消除不了对外界的影响. d.各种不可逆性之间存在 内在联系,即由一种不可逆 性可证明另一种不可逆性. c.不可逆过程必包含以下 因素:一平衡未满足;存在 耗散因素. e.一切与热现象有关的实际 宏观过程都是不可逆的. 恢复原状的过程. 例如: 自然界的一切自发 过程都是不可逆的。 2.自然过程的方向性 非平衡态到平衡态的过程 是不可逆的。 一切与热现象有关的实际 宏观过程都是不可逆的. 3.不可逆过程的相互依存性 从一种不可逆性可以 导出另一种不可逆性. 说明: a.可逆过程产生的影响在 逆过程中可完全消除; b. 不可逆过程不能理解为 系统不能回到初态, 而是 消除不了对外界的影响. d.各种不可逆性之间存在 内在联系,即由一种不可逆 性可证明另一种不可逆性. c.不可逆过程必包含以下 因素:一平衡未满足;存在 耗散因素. e.一切与热现象有关的实际 宏观过程都是不可逆的. 可逆过程的条件: 无摩擦(无粘滞或无其它耗散效应); 准静态过程. 不可逆过程实例 气体向真空的自由膨胀 不可逆; 扩散过程不可逆; 热传导不可逆; 热功转换不可逆. 二.热力学第二定律 （描述自然 宏观过程按 一定方向进行的规律） (1)克劳修斯表述 (从热传递的方向性) 热不可能自动地从低温 物体向高温物体传递. 定律的两种表述 (2)开尔文表述 (从热功转换的方向性) 可逆过程的条件: 无摩擦(无粘滞或无其它耗散效应); 准静态过程. 不可逆过程实例 气体向真空的自由膨胀 不可逆; 扩散过程不可逆; 热传导不可逆; 热功转换不可逆. 二.热力学第二定律 （描述自然 宏观过程按 一定方向进行的规律） 不可能制成一循环动作 的热机, 只从单一温度热源 吸热, 使其全部变为有用功 而不引起其他变化. 简单地说: 单一热源的热机是不可能制成的. 或 第二类永动机是不可能实现的. ☆ 热力学第二定律表明 遵守热一定律的过程并非 都能实现,故它是独立于热 力学第一定律的。 ☆ 热力学第二定律的 两种表述具有等价性. (1)克劳修斯表述 (从热传递的方向性) 热不可能自动地从低温 物体向高温物体传递. 定律的两种表述 (2)开尔文表述 (从热功转换的方向性) 不可能制成一循环动作 的热机, 只从单一温度热源 吸热, 使其全部变为有用功 而不引起其他变化. 定律的两种表述 一.统计意义 一切自发过程总是 沿着分子热运动无序性 增大的方向进行. 1.热功转换 大量分子的有序运动 向无序运动转化. (功自动转化为热) 2.热传递 相对较小的无序运动 向相对较大的无序运动转 化(热自动从高向低传递) 3.自由膨胀： 小范围的无序性向大范 围的无序性转化. 一切自然过程总是沿着 无序性增大的方向进行。 综述： 二.热力学概率与 玻尔兹曼熵 1、热力学概率 §2-7 热力学第二定律的 统计意义 玻尔兹曼熵 不可逆过程的初态和终态 存在怎样的差别? 假设A中装有a、b、 c、d 4个分子,（用四种 颜色标记）。 二.热力学概率与 玻尔兹曼熵 1、热力学概率 抽出隔板后分子将向B部 扩散，并在整个容器内 无规则运动。 开始时，4个分子都在A部， 分布 （宏观态） 详细分布 （微观态） A4B0 （宏观态） A3B1 （宏观态） 微观态数1( ) 微观态数4( ) 一.统计意义 抽出隔板后分子将向B部 扩散，并在整个容器内 无规则运动。 开始时，4个分子都在A部， 分布 （宏观态） 详细分布 （微观态） A4B0 （宏观态） A3B1 （宏观态） 微观态数1( ) 微观态数4( ) A2B2 （宏观态） 微观态数 4( ) 微观态数6( ) A1B3 （宏观态） （宏观态） A0B4 微观态数1( ) 二.热力学概率与玻尔兹曼熵 A2B2 （宏观态） 微观态数 4( ) 微观态数6( )