十三章热力学基础章热二律.pdf

第十三章热力学基础

§1热力学第一定律

§2热一律在理想气体特殊过程中的应用

§3循环和效率

§4热力学第二定律

*§5热力学第三定律

本章重点：1.内能，功和热量的物理意义；

2.热力学第一定律及其在特殊过程中的应用；

3.热力学第二定律的理解。

本章难点：1.概念及的正确理解与运用；

2.定义、名词、符号多，计算繁杂。

§4热力学第二定律

一热力学过程的方向性

二热力学第二定律

三卡诺定理

四克劳修斯熵熵增原理

五玻尔兹曼熵热二律的统计意义

*六温-熵(T-S)图

§4热力学第二定律研究思路：

自发过程有方向性一

遵循什么规律？

热力学第二定律二

数学表达式

应用于热机克氏熵四

定理三

微观如何解释？

五热力学第二定律的统计意义

一.热力学过程的方向性

1.一切热力学过程都是按一定方向进行的，反过

程不可能自动地进行，自然界有许多这样的实

例。

三种典型的例子：

A功热转换

摩擦生热，是典型的功自动地转化为热的过程。

它的逆过程：热自动地转换为功的过程，在不

引起其它任何变化的条件下，是不会发生的。

自发转化为

功热

为化转发自能不

B热传导

不同温度的两个物体接触，热量自动地从高

温物体传向低温物体。

它的逆过程：热量从低温物体传向高温物体

的过程，在不引起任何变化的条件下，是不

会发生的。

热量自发传给

高温物体低温物体

给传发自能不量热

C气体的绝热自由膨胀(扩散)

气体被隔板分离在左半部,AB

撤去档板

气体向右半部扩散,达到

新的平衡态,在此过程中

没有热量损耗。

它的逆过程：气体分子自动的收缩到左半部,另

一半变为真空。这种逆过程是不可能实现的。

气体体积V1小自由膨胀为气体体积V2大

不能自由压缩为

2.可逆过程与不可逆过程

设有一个过程,使系统从1态变为2态，

(1)不可逆过程—如果没有任何办法使系统恢复

原态而不引起其它任何变化。

可逆过程—存在某一过程,使外界和系统同时复原

(2)实验事实表明：

一切与热现象有关的实际宏观过

程都是按一定方向进行的,是不可

逆的.

(3)在一定精确条件下：

无摩擦、准静态过程是可逆的。

这个方向性遵守什么规律？

微观本质如何？

如何来定量描述？

二热力学第二定律

表述(1851):不可能制成一种循环动作的

热机,只从一个热源吸取热量,使之全部变为有用

功,而其它物体不发生任何变化.

表述(1850):功变热的过程是不可逆的

热量不可能自动地从低温物体传向高温物体,

而不引起其它任何变化.

热传导的过程是不可逆的

热二律是阐述自然宏观过程的进行方向的物理

原理。可以严格证明：两种表述等价。