[理学]012热二律.ppt

6.4 热力学第二定律Second law of thermodynamics First law of thermodynamics states that energy is conserved for closed system 只要满足能量守恒的过程 一定能实现吗？ 1. 功热转换过程 2. Kelvin-Planck statement of the second law of thermodynamics:No device is possible whose sole effect is to transform a given amount of heat completely into work.热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热源吸热使之全部转化为功而不产生其它影响. ------热功转换的不可逆性. 6.5 熵的 统计意义 自然界中与热有关的实际宏观过程总是不可逆的 6.5.1 热力学几率（Probability） 6.5.3玻耳兹曼熵（Entropy） 假设所有的微观状态其出现的可能性是相同的。 4粒子情况，总状态数16， 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。 a 分子出现在A室的几率为 1 2 N 个分子全部自动 收缩到A室的几率为 0 d四分子全部回到A室的几率为 、 a b c 、 、 0 N 1 1 2 2 ~ ~ 10 23 0 1 1 16 = 2 4 两室 4个分子 不可逆过程实质上是一个从几率较小的状态到几率较大的状态的变化过程。 在一个孤立系统内，一切宏观自发过程都向着状态的几率增大的方向进行，即向分子运动更加无序的状态进行。只有在理想的可逆过程中，几率才保持不变。 微观状态数目最大的宏观状态是平衡态， 其它态都是非平衡态。 任一宏观态所对应的微观状态数称为该宏观状态的热力学几率Ω, 它是分子运动无序度的一种量度. ——热力学第二定律的统计意义 一、玻耳兹曼熵 非平衡态到平衡态，有序向无序，都是自然过程进行的方向，隐含着非平衡态比平衡态更有序，宏观状态的有序度或无序度按其所包含的微观状态数目来衡量。 因 微观状态数目Ω太大， 玻耳兹曼引入了另一量，熵：。 单位 J/K 系统某一状态的 熵值越大， 它所对应的宏观状态 越无序。 熵是系统分子热运动无序度的量度。 熵是在自然科学和社会科学领域应用最广泛的概念之一。 * Review: First law of thermodynamics: 热，功及系统内能之间的关系 2、First law of thermodynamics 应用: 4个过程（等体，等压，等温，绝热）系统做功的计算，过程特点及方程 3、First law of thermodynamics 应用: 循环过程——Carnot循环及Carnot theorem. 热机,热机的效率, 卡诺热机的效率 逆循环, 致冷机及致冷系数 食品112 杜仲尧: 热机 生工111: 韦云路,邓常宁 致冷机 热机 ：持续地将热量转变为功的机器 . 工作物质（工质）：热机中被利用来吸收热量并对外做功的物质 . The heated steam passes through the open intake valve and expands against a piston, forcing it to move. When the piston reaches the end of its stoke and begins to return to its original position, the exhaust valve opens and the piston forces the gases out. A temperature difference is required to run an engine. In a real engine, the exhausted gas is cooled to a lower temperature and condensed so that the exhaust pressure is less than the intake pressure. Thus, although the piston must do work on the gas to expel it on the exhaust stroke, it is less than the work done by the gas on the piston during the intake. So a net am