第7章-热力学基础.ppt

第8章热力学第一定律第7章热力学基础第7章热力学基础结束自发回到抽去隔板前状态的宏观态包含微观态为1个，即N个分子全部在A区的宏观态对应微观态，所以该宏观态出现概率为孤立系统中每个微观态出现的几率相同3.等几率假设4.在诸多的宏观态中热力学几率大的宏观态最易出现46411分子数趋于平衡的宏观态包含的微观态数目多，所以出现的概率Ω大5.热??律的微观解释自发过程的方向性如气体分子自由膨胀的不可逆性有序无序当N是很大的数，所以气体自发回到抽去隔板之前状态的概率是趋于零，所以自由膨胀是不可逆过程。分子数趋于平衡的微观态数目多，所以这个宏观态出现的概率最大即气体分子从A中到平均分布在AB中是可以自发完成的。1)自然过程从热力学几率小向热力学几率大的方向进行；2)宏观上认为不可能出现的状态；在微观上认为是可能的，只不过几率太小而已；3)热??律是统计规律(与热?律不同)讨论4)一切自然过程总是沿着分子的无序性增大的方向进行。功热转换机械功（电功）热能有序运动无序运动热传导T2T1动能分布较有序动能分布更无序气体自由膨胀位置较有序位置更无序T楼塌是一个从有序到无序的过程熵增过程不可收拾不可逆包含微观状态数目少的宏观态包含微观状态数目多的宏观态非平衡态平衡态有序态无序态一、熵的定义二、熵增加原理三、熵与热量四、熵的计算§7.9态函数熵与熵增加原理二、卡诺循环卡诺循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成。1.卡诺热机的效率abcdQ1Q2pVOV1p1V2p2V3p3V4p4气体从高温热源吸收的热量气体向低温热源放出的热量对bc﹑da应用绝热过程方程（取正值）2.卡诺致冷机的致冷系数abcd卡诺致冷循环的致冷系数当高温热源的温度T1一定时，理想气体卡诺循环的致冷系数只取决于T2。T2越低，则致冷系数越小。说明pVOV1p1V4p4V3p3V2p2Q2Q1由bc﹑da绝热过程方程（取正值）热机循环目的：吸热对外作功热流图高温热源低温热源指标——效率制冷循环目的：通过外界作功从低温热源吸热热流图高温低温制冷系数重要说明：在热机、制冷机部分，热机效率和制冷系数一律取正值写成：热机发展简介1698年萨维利和1705年纽可门先后发明了蒸汽机，当时蒸汽机的效率极低.1765年瓦特进行了重大改进，大大提高了效率.人们一直在为提高热机的效率而努力，从理论上研究热机效率问题，一方面指明了提高效率的方向，另一方面也推动了热学理论的发展.各种热机的效率液体燃料火箭柴油机汽油机蒸汽机热机：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.冰箱循环示意图1.在温度分别为T1与T2的两个给定热源之间工作的一切可逆热机，其效率相同，都等于理想气体可逆卡诺热机的效率，即2.在相同的高、低温热源之间工作的一切不可逆热机，其效率都不可能大于可逆热机的效率。说明(1)要尽可能地减少热机循环的不可逆性，（减少摩擦、漏气、散热等耗散因素）以提高热机效率。(2)卡诺定理给出了热机效率的极限。三、卡诺定理(1)理想气体可逆卡诺循环热机效率只与T1和T2有关，温差越大，效率越高。提高热机高温热源的温度T1或降低低温热源的温度T2都可以提高热机的效率，但实际中通常采用的方法是提高热机高温热源的温度T1。讨论(2)可逆卡诺循环热机的效率与工作物质无关提高高温热源的温度比较现实进一步说明：热机循环不向低温热源放热是不可能的；热机循环至少需要两个热源。(3)理论说明低温热源温度T2?0热机效率且只能(4)疑问：由热I律，循环过程中，如果相当于把吸收的热量全做功。从能量转换看，不违反热力学第一定律！但为什么实际做不到？表明:必然还有一个独立于热力学第一定律的定律存在,这就是热力学第二定律。一直敞开冰箱门能制冷整个房间吗？思考：打开冰箱凉快一下质量为2.8g，温度为300K，压强为1atm的氮气，