[理学]大学物理13-0教学基本要求.ppt

* * 13-4 理想气体的等温过程和绝热过程 选择进入下一节： 13-6 热力学第二定律的表述 卡诺定理 13-7 熵 熵增加原理 13-8 热力学第二定律的统计意义 13-5 循环过程 卡诺循环 本章目录 * 无序 有序 热功转换 完全 功 不完全 热 热力学第二定律的实质：自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的 . 一 熵与无序 13-8 热力学第二定律的统计解释 * 非自发传热 自发传热 高温物体 低温物体 热传导 非均匀、非平衡 均匀、平衡 扩散过程 自发 外力压缩 * 不可逆过程的本质 系统从热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行的过程 . 一切自发过程的普遍规律 概率小的状态 概率大的状态 二 无序度和微观状态数 * 讨论 个粒子在空间的分布问题 可分辨的粒子集中在左空间的概率 * 可分辨粒子总数 N = 4 粒子集中在左空间的概率 粒子均匀分布的概率 各种分布的状态总数 第 种分布的可能状态数 * 4个粒子分布 左4 右 0 左3 右 1 左2 右 2 左1 右 3 左0 右 4 0 1 2 3 4 5 6 宏观状态对应微观状态数目 * 0 4 8 12 16 20 4个粒子分布 5个粒子分布 6个粒子分布 多粒子系按两室的分布和对应的微观态数 * 平衡态所包含的微观态数目最大 等几率原理： 假设所有的微观状态其出现的可能性是相同 对应微观状态数目多的宏观状态其出现的 几率最大 左4右0 和 左0右4，几率各为1/16； 左3右1和 左1右3 ，几率各为1/4； 左2右2， 几率为3/8。 例： * 全部分子留在（自动收缩到）左室的概率几乎为零： 实际系统 N=1023 ， 微观状态数目用W表示， 则 Ω N/2 N N（粒子数） 系统主要处在两室均匀分布的宏观态（平衡态）上（两室各分配N/2个粒子） * N 1 2 4 N W 0 （左） 三 熵与热力学概率 玻耳兹曼关系式 熵 W 热力学概率（微观状态数）、 无序度、混乱度. * （2）熵是孤立系统的无序度的量度.（平衡态熵最大.）（W 愈大，S 愈高，系统无序度愈高.） （1）熵的概念建立，使热力学第二定律得到统一的定量的表述 . * 玻耳兹曼的墓碑 为了纪念玻耳兹曼给予熵以统计解释的卓越贡献 ，他的墓碑上寓意隽永地刻着 这表示人们对玻耳兹曼的深深怀念和尊敬. * 13-1 准静态过程 功 热量 13-2 热力学第一定律 内能 13-3 理想气体的等体过程和等压过程 摩尔热容 13-4 理想气体的等温过程和绝热过程 13-0 教学基本要求 选择进入下一节： 本章目录 * 卡诺热机效率 卡诺热机效率与工作物质无关，只与两个热源的温度有关，两热源的温差越大，则卡诺循环的效率越高 . * 13-4 理想气体的等温过程和绝热过程 选择进入下一节： 13-6 热力学第二定律的表述 卡诺定理 13-7 熵 熵增加原理 13-8 热力学第二定律的统计意义 13-5 循环过程 卡诺循环 本章目录 * 1 开尔文说法 不可能制造出这样一种循环工作的热机，它只使单一热源冷却来做功，而不放出热量给其它物体，或者说不使外界发生任何变化 . 一 热力学第二定律的两种表述 13-6 热力学第二定律的表述 卡诺定理 热机效率： * 等温膨胀过程是从单一热源吸热作功，而不放出热量给其它物体，但它是非循环过程. 1 2 W W 等温膨胀： * 低温热源 高温热源 卡诺热机 W A B C D 卡诺循环是循环过程，但需两个热源，且使外界发生变化. 卡诺循环： * 2 克劳修斯说法 不可能把热量从低温物体自动传到高温物体而不引起外界的变化 . 致冷机致冷系数： * 虽然卡诺致冷机能把热量从低温物体移至高温物体，但需外界作功且使环境发生变化 . 高温热源 低温热源 卡诺致冷机 W A B C D * 注 意 1 热力学第二定律是大量实验和经验的总结. 3 热力学第二定律可有多种说法，每种说法都反映了自然界过程进行的方向性 . 2 热力学第二定律开尔文说法与克劳修斯说法