（精）第一章热力学第二三定律及应用(6-7).ppt

热力学第二定律 冷冻系数 卡诺定理 熵的引出 克劳修斯不等式 熵变的计算 化学反应的熵变 相变过程 * 不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化 自发过程 特征 不可逆性 确定方向和限度 逆向不能自发进行但可由环境对体系做功来实现 定义 无需外力而自动发生的过程 自发过程的实质 功可以自发地转化为热 热不可能自发地全部转化 为功而不引起其他的变化 以理想气体为工作物质从高温 热源吸收 的热量，一部分通过理想热机用来对外做功W，另一部分 的热量放给低温 热源----循环称为卡诺循环。 卡诺循环（Carnot cycle） 过程1：等温可逆膨胀由(A---B 过程2：绝热可逆膨胀由(B----C 过程3：等温可逆压缩由(C---D) 过程4：绝热可逆压缩由(D---A) 整个循环 是体系所吸的热，为正值， 是体系放出的热，为负值。 ABCD曲线所围面积为热机所作的功。 热机效率 热机所作的功与所吸的热之比值称为热机效率,或称为热机转换系数，用 表示 卡诺机倒开,就变成了致冷机. 将所吸的热与所作的功之比值称为冷冻系数，用 表示。 所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机，可逆机的效率最大 推论 所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆机，其热机效率都相等 意义 （1）引入了一个不等号 解决了化学反应的方向问题； （2）解决了热机效率的极限值问题 卡诺循环中，热效应与温度商值的加和等于零 任意可逆循环热温商的加和等于零 在P，Q之间通过O点作等温可逆膨胀线VW，使三角形PVO和OWQ的面积相等, 既PQ过程与PVOWQ过程所作的功相同 对MN过程作相同处理，使MXO’YN折线所经过程作的功与MN过程相同。 VWYX构成一个卡诺循环 任意可逆过程的热温商的值决定于始终状态，而与可逆途径无关，热温商具有状态函数的性质。 熵的定义 根据可逆过程的热温商值决定于始终态而与可逆过程无关这一事实定义了“熵” 这个函数，用符号“S”表示，单位为： 设A--B的熵分别为 --- 熵的变化值等于可逆过程的热温商 S--熵---状态函数---广度性质 。 为不可逆过程 为可逆过程 如A?B为可逆过程 T是环境温度。若是不可逆过程，用“”号 可逆过程用“=”号，环境与体系温度相同。 Clausius 不等式 当体系由A---B（不可逆）其熵变大于过程中的 热温熵之和, 热力学第二定律的数学表达式。 熵增加原理 对于绝热体系 在绝热条件下，趋向于平衡的过程使体系的熵增加。或者绝热体系中发生的所有变化熵永不减少 一个孤立体系的熵永不减少 Clausius 不等式的意义 变化方向与限度的判据------熵判据 “” 号为不可逆过程 “=” 号为可逆过程 “” 号为自发过程 “=” 号为处于平衡状态 孤立体系 封闭体系 “” 号为自发过程 “=” 号为可逆过程 思考题:理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? (B) *