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第五章-热力学第二定律与熵
第五章 热力学第二定律与熵
5.1.1 证明绝热线与等温线不能相交于二点。
证明:应用反证法。设等温线()与绝热线()相交于两点、。
令系统作正循环,。
则:过程吸热,经一循环作功。构成,造了一个第二永动机,违背了开尔文表述。
NOT:还可用热力学第一定律或其它方法证明。
?
5.1.2 证:两绝热线不能相交。
证明:设两绝热线交于A,则可作等温线BC与两绝热线分别交于B、C,并构成一个循环,令系统作正循环BCAC,则:等温膨胀BC,系统吸收Q,CA、AB无热量交换。但,该循环对外作净功,亦构成一个第二永动机,违背了开尔文表述。故原命题成立。
?
5.3.1? (1)经,由
???
????
(2)经历
(3)经历
绝热? ??????
????????? ?????????
∴ ? (考虑)
DIS:熵变化仅由初、末态决定,与过程无关。
5.3.2? (1)系统处于新的平衡位置后:
???
??? ???温度不变
(2)设新平衡后,活塞位于距A处,(活塞截面为S)
A端:??
B端:??
两式相除:???
(3)总熵变是活塞两侧气体熵变之和,均用等温可逆过程代替可???? 求。
NOT:原命题中,的摩尔数不清,作处理。
5.3.3? (1) 设想水与一系列温差无限小的恒热源接触。
因为熵的变化只由初、终两态决定,故题设的不可逆过程的熵差与上述设置的可逆过程熵差相等。
(2)同法,分两次设置可逆过程,分两段进行计算。
水的熵变
????????????????
热源熵变,注意到水吸热,即为热源放热
???????
总熵变
??????? ,该过程是不可逆的。
(3)设置温差无限小的热源,使过程为可逆的,则系统
NOT:水题为应纠正。
?5.3.4? (1)过程绝热?
?即:????? 代入
?????????? ……(1)
又 ????,升高
(2)
??
??
(3)(1)式为所求。
5.3.5 温熵图中,
??
?
5.3.6
?
5.3.7 依题意,,
??
(1)B经历绝热压缩过程,由??
?????
A末态温度:
对B:
?????
????? ??解之得:
对A:????
(2)
(3)????? ??
???? ??????
(4)由的表达式:
????
????
????
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