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复习 热力学第二定律的应用 热力学态函数的计算 理想气体热力学态函数的计算 ★ 一般物质 (1) 状态方程，热容量，初末态已知 直接带入公式计算熵： (2) 状态方程，热容量，初态已知，从初态到末态的可逆 过程已知 先由可逆过程计算出末态，再计算 (3) 任何其他情况 设计可逆过程，由熵的定义计算 §3.4 熵增加原理 当热力学系统从一平衡态经绝热过程到达另一平衡态,它的熵永不减少;如果过程可逆,则熵不变,如果过程不可逆,则熵增加. 证明: 强调: 熵增加原理与热力学第二定律 期末考试时间 2008年7月3日 上午 10:00-12:00 第一章 热学基本概念 第二章 热平衡态的统计分布规律 第三章 热力学第一定律 第四章 热力学第二定律 * * * * * * * * 对任一热力学循环过程， 其中等号适用于可逆循环，不等号适用于不可逆循环。 ① 克劳修斯不等式 ② 利用可逆循环中热温比的代数和为零 状态方程: f(p,V,T)=0; 热容：CV (T)或 Cp(T) 熵的计算的基本方法 例 1 设一固体，其定压热容为Cp，且为常量，当其温度 从在定压条件下从T1升高到T2,求物体本身熵的变化。 解： 例 2 设一固体，其定压热容为Cp=a+bT，当其温度 从在定压条件下从T1升高到T2,求物体本身熵的变化。 解： 【习题4-25】 例3 一均匀杆的两端分别与温度为T1 及 T2的热源接触，达到稳定后取消与热源接触，再经过一定时间后，杆趋向于温度均匀一致。设杆的质量为M，定压比热 Cp为常数。试求： (1) 平衡时杆的温度T； (2) 在这一过程中杆的熵变化 . (3) 若把热源T1除去，T2 热源仍保持，平衡时杆的熵变化及热源T2 的熵变化。 (1) (2) (3) 例 4 相变的熵 冰熔化 水汽化 液态水的熵大于冰的熵 水蒸汽的熵大于液态水的熵 说明: (1) 与外界绝热的系统称为热孤立系统. (2) 热孤立系统内部自发发生的热过程都是不可逆的, 因此必然向熵增大的方向变化. (3) 热孤立系统最终达到平衡态, 熵取极大值. 任意过程 可逆过程 1 2 克劳修斯不等式: 平衡态 A 平衡态 B （熵不变） 可逆过程 非平衡态 平衡态（熵增加） 不可逆过程 自发过程 熵增加原理成立的条件: 孤立系统或绝热过程. 熵增加原理的应用 ：给出自发过程进行方向 的判椐 . 熵的存在,热力学温标和熵增加原理,三者合起来称为熵定理. 对孤立系统 热力学第二定律亦可表述为 ： 一切自发过程 总是向着熵增加的方向进行 . 在热传导问题中，热力学第二定律：热只能自动地从高温物体传递给等温物体，而不能向相反的方向进行。 熵增加原理：孤立系统中进行的从高温物体向等温物体传递热量的热传导过程，是一个不可逆过程，在这个过程中熵要增加，当孤立系统达到温度平衡状态时，系统的熵具有最大值。 热力学第二定律与熵增加原理对热传导方向的叙述是等价的。熵增加原理的表达式就是热力学第二定律的数学表达式。 热寂说 不论是星星还是太阳将来再升起， 到处是一片黑暗， 没有溪流的潺潺声， 没有声音，没有景色， 既没有冬天的落叶，也没有春天的嫩芽， 没有白天，也没有劳动的欢乐， 在永恒的黑夜里， 只有没有尽头的梦镜。 现代宇宙论的观测与研究表明，宇宙正在膨胀，它不是趋于平衡，而是越来越不趋于平衡。热力学第二定律在此不成立。 19世纪英国诗人史文明曾这样描述宇宙的平衡态: 例子：3．23 图3.23中 是T-S图上六个点f1f2f3f4f5f6（对应六个平衡态），其中f1 和f4 状态的熵相等。试问从i 态出发： （1） 哪此状态可由可逆过程到达？ （2） 哪此状态可由可逆绝热过程到达？ （3） 哪此状态可由不可逆绝热过程到达？ (1) f1f2f3f4f5f6 (2) f1f4 (3) f2f3 考试范围: 第一章-第四章 考试题型: 选择题,填空题,计算题 平衡态 温度 理想气体 理想气体温标 理想气体状态方程 热力学第零定律 速度分布函数 密度分布函数 理想气体: 麦克斯韦速度分布律 波尔兹曼密度分布律 能均分定理 内能 功 热量 能量守恒与转换定律 热力学第一定律