17.-热力学第二定律.ppt

热力学过程进行的方向比力学还要广泛的多、深入的多。广义上讲，自然界一切与热现象有关的宏观过程都有其进行的方向。这就是热力学第二定律要阐述的内容。理想气体等温膨胀时，可以把功完全转换为热量，系统体积增大亦属“其它变化”。此表述说明功变热过程的不可逆性。*引言违背热力学第一定律的过程都不可能发生。不违背热力学第一定律的过程不一定都可以发生。自然过程是按一定方向进行的。高温物体低温物体Q高温物体低温物体Q会自动发生不会自动发生6-4热力学第一定律，热力学中的能量转换、守恒律。高温物体低温物体Q高温物体低温物体Q会自动发生不会自动发生气体自由膨胀会自动发生气体自动收缩不会自动发生续上气体自由膨胀会自动发生气体自动收缩不会自动发生功转变成热量会自动发生热量自行转变成功不会自动发生由此得出，自然界中还应该有比能量守恒的更高的规律在支配着运动。

仔细分析，力学中也有类似问题，有些现象满足能量守恒，也从未发生过。

如图所示。这种情况不满足动量守恒律。V=0uu各种实际过程进行方向的规律性将用热力学第二定律来表述。定律的两种表述不可能从单一热源吸取热量并使它完全变为有用的功而不引起其它变化。%若企图制造单一热源且理想热机称为第二类永动机。它并不违背热力学第一定律，但违背热力学第二定律。开尔文另一表述为：第二类永动机（理想热机）是不可能造成的。0定律的两种表述不可能将热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化（即热量不会自动地从低温物体传到高温物体）。若→∞（不违背热力学第一定律）

理想的致冷机循环一周后，系统复原，热量却从低温热源（物体）自动地传到了高温热源（物体）。克劳修斯另一表述为：理想热机的致冷机是不可能造成的。表述的等价性举一个反证例子：假如热量可以自动地从低温热源传向高温热源，就有可能从单一热源吸取热量使之全部变为有用功而不引起其它变化。高温热源低温热源假想的自动传热装置卡诺热机等价于高温热源低温热源（但实际上是不可能的）凡例历史上热力学第二定律上面两种表述只是一种代表性的表述。其他等价的表述也可以表明热力学第二定律的内容。图上绝热线与等温线不能相交于两点等温线绝热线若图上绝热线与等温线相交于两点，则可作一个由等温膨胀和绝热压缩准静态过程组成的循环过程。系统只从单一热源（等温过程中接触的恒定热源）吸热。完成一个循环系统对外作的净功为，并一切恢复原状。这违背热力学第二定律的开尔文表述，故绝热线与等温线不能相交于两点。一个热力学系统由某一初态出发，经过某一过程到达末态后，如果还存在另一过程，它能使系统和外界完全复原（即系统回到初态，又同时消除了原过程对外界引起的其他变化），则原过程称为可逆过程。由定义可知，不能就过程本身能否反向进行，能否回到初态来判断过程的可逆与不可逆性，还要根据外界情况有否变化来判断。

力学，不计空气摩擦，运动过程可逆，如下落的小球运动、单摆运动……拍成影片，倒放，无法区别。

所以特技影片中，设法减小空气的摩擦，演员长法、长袍易露馅。

热力学，过程的方向性更加明显，∵涉及热量的传递，热量与功的转换。

用可逆不可逆的语言：

开尔文叙述为，功转换成热量的过程是不可逆的。

克劳修斯叙述为，热传导的过程是不可逆的。

热量可以从低温物体传导到高温物体，但外界需对系统作功，就属“其它变化”。此表述说明热传导过程的不可逆性。力学可逆过程：无机械能损耗（无摩擦）热学可逆过程：准静态过程。→热力学可逆过程：无摩擦的准静态过程。（理想模型）由于摩擦等耗散因素的实际存在，不可能使系统和外界完全复原。因此与有关热现象的实际宏观过程和非准静态过程都是不可逆过程。热力学第二定律的两种叙述分别阐述了两种典型的不可逆过程。

实际上，存在许多与热现象有关的不可逆过程，如摩擦、气体扩散……

这些种种的不可逆过程是关联的，是相互沟通的，都可以用来表述热力学第二定律。热力学第二定律各种表述的本质指明：一切与热