大学物理第06章_热力学基础.ppt

2.两种表述的等效性 1.1 如果开尔文表述不成立，则克劳修斯表述也不成立 Q2 Q1+Q2 E W=Q1 E Q1 高温热源T1 低温热源T2 Q2 Q2 高温热源T1 低温热源T2 2.2 如果克劳修斯表述不成立，则开尔文表述也不成立 Q2 W=Q1-Q2 Q2 Q1 E 高温热源T1 低温热源T2 W=Q1-Q2 E Q1-Q2 高温热源T1 低温热源T2 开尔文 Kelvin，William Thomson，Lord （1824～1907） 克劳修斯（Ruelolf Clausius,1822--1888）, 设在某一过程 L 中，系统从状态 A 变化到状态B。如果能使系统从状态 B 逆向回复到初状态 A ，而同时外界也恢复原状，过程 L 就称为可逆过程。 如果系统不能回复到原状态 A ，或者虽然能回复到初态 A ，但外界不能恢复原状，那么过程 L 称为不可逆过程。 3.自然过程的不可逆性 3.1 可逆过程与不可逆过程 3.2 自然过程的不可逆性 热功转换的方向性： A Q 100％ A Q 100％ T1 T2 Q (T1T2) T1 T2 Q (T1T2) 热传递的不可逆性： 气体绝热自由膨胀的不可逆性： 墨水扩散是一个不可逆过程 泼水难收 破镜难圆 楼倒塌是一个不可逆过程 生命过程是一个不可逆过程 作业： 9-5、9-8 1．循环过程 系统由某一状态出发，经过一系列变化过程后又回到原来的状态，这样的过程称为循环过程： p~V曲线为闭合曲线 p O V a b m n 顺时针：W=Wamb－Wbna0 ——热机循环 逆时针：W=Wanb－Wbma0 ——致冷循环 2．热机与致冷机 2.1 热机循环及其效率 热机：能够不断地把热转变成功的装置。 热机通过循环过程不断地把热转变成功 热机循环为正循环 p O V 锅炉 冷却器 水泵 气缸 W Q1 Q2 蒸汽机工作简图 热机的效率： W Q2 Q1 工作 物质 T1 T2 2.2 致冷机及其致冷系数 致冷机：使热量从低温热源向高温热源传递的装置。 致冷循环为负循环 p O V 致冷机通过循环过程不断地使热量从低温热源向高温热源传递 热交换器 蒸发器 节流阀 压缩机 W Q1 Q2 致冷剂机工作简图 致冷机的致冷系数 W Q2 Q1 工作 物质 T1 T2 3.1 卡诺循环 3 2 1 4 O V p T=T1 绝热 T=T2 绝热 3.卡诺循环及其效率 由两个等温过程和两个绝热过程组成: 3.2 卡诺热机的效率 3(p3, V3, T2) 2(p2, V2, T1) 1(p1, V1, T1) 4(p4, V4, T2) O V p Q1 Q2 W Q2 Q1 工作 物质 T1 T2 结论： 1）?只与T1和T2有关，而与工质无关 2）?=1-T2/T1100% 3.3 卡诺致冷机的致冷系数 W Q2 Q1 工作 物质 T1 T2 3(p3, V3, T2) 2(p2, V2, T1) 1(p1, V1, T1) 4(p4, V4, T2) O V p Q1 Q2 结论： 2） 1）e只与T1和T2有关，而与工质无关 　萨迪-卡诺（Sadi Carnot）, 1796～1832, 法国物理学家。1824年，他（28岁）创立理想热机理论，“卡诺热机”、“卡诺循环”和“卡诺定理”，已是大家所熟悉的科学名词。但卡诺的理论在创立后长期未能得到应有的重视。 V V2 V1 p O a c b 作业： 9-10、9-11 问题的提出 是否满足热力学第一定律的过程就一定会发生？ 热力学过程必须满足热力学第一定律。 T1 W=Q Q E Q T1 E T2 Q 1.热力学第二定律的两种典型表述 1.1 开尔文表达 不可能从单一热源吸取热量使之完全变为有用功而不产生其它影响。 理解“不产生其影响”的含义 W=Q1-Q2 Q2 Q1 E T1