第8章热力学基础.ppt

可见，系统所含微观状态数目越多（即热力学概率?越大），则其熵S就越大。因此，熵的微观意义为系统无序性大小的量度。熵是一个由系统的宏观态决定的量，即熵是状态量，其变化只与系统宏观态的变化有关，而与具体过程无关。由于孤立系统中的不可逆过程总是向着使热力学概率?增大的方向进行，因此，孤立系统中的不可逆过程的熵变总是增加的，即容易理解，一旦系统达到平衡态，则其相应的热力学概率?便达到极大值而不再增加。所以，系统处于平衡态时的熵最大。8.6.2熵增加原理由于熵是状态函数，其变化与过程无关。因此可用一特殊的过程来讨论系统的熵变。设系统由N个理想气体分子所组成，当它由状态1（T,V1）等温地变化到状态2(T,V2）时，其相应的微观态数由?1变化到?2，于是，系统在该过程中的熵变,可以证明：可得：注意到，则：应用于微小过程得一切过程中，孤立系统的熵只能增加，不可能减少。熵增加原理3）熵变仅与过程的初、末状态有关，与过程无关。1）可逆过程取等号，不可逆过程取大于号。2）它是热力学第二定律的数学表示。对于理想气体的准静态过程，由热力学第一定律的微分形式则：如果系统是孤立的，则dQ=0,得dS=0结合起来可得应该注意，熵增加原理中所说的熵增加是对整个系统来说的，至于系统中的个别物体，其熵既可以增加，也可以减少。例如，由热容量很大的两物体组成的热传导系统，其高温物体便会因为放热而使熵值减少。但容易证明，这时整个系统的熵仍然是增加的。熵增加原理指出，在孤立系统中，不可逆过程总是自发地向着熵增加的方向进行，因而可以通过比较过程中两个不同状态的熵值变化来判别过程的方向：由熵值小的态指向熵值大的态。这与热力学第二定律的统计意义完全一致，因此也有人将熵增加原理的上述说法看成是热力学第二定律的熵表述。系统的平衡态与熵值最大相对应。由此可以判断系统是否达到了热平衡：对于孤立系统内的各种可能状态而言，平衡态的熵最大。这一规律称为热平衡的熵判据。因此，也可以将熵看成是孤立系统接近平衡态的量度：熵值越大，表示系统就越接近平衡态。热学部分习题课例题小结2、理想气体的压强：4、理想气体的温度和平均平动动能：5、能量均分原理：每一个自由度的平均动能为一个分子的总平均动能为?摩尔理想气体的内能3、理想气体的状态方程分子动理论1、物质微观结构模型、理想气体微观结构模型、宏观量和微观量、统计规律、状态参量、平衡过程、准静态过程、统计假设6、麦克斯韦速率分布律小区间，在内的分子数为dN，占总分子数的比率为速率分布函数：7、三种速率①最可几(概然)速率②平均速率：③方均根速率8、玻尔兹曼分布律重力场中粒子按高度的分布等温高度公式压强公式：分子的平均自由程平均碰撞频率1、功3、内能E：对理想气体，有5、热力学第一定律:4、热量：热传递过程中能量变化的量度（分子间的相互作用）6、理想气体的等值过程热力学基础理想气体的状态方程2、热力学第零定律：如果两个热力学系统都与第三个热力学系统处于热平衡，则它们彼此必定处于热平衡。过程特征过程方程吸收热量对外作功内能增量等容过程等压过程等温过程绝热过程8、绝热过程7、理想气体的摩尔热容0=dQ9、循环过程卡诺循环（1）热机效率与制冷系数例题8-5狄塞尔内燃机汽缸中的空气在压缩前温度为T1=320K,压强为p1=0.85atm。在压缩冲程中，空气突然被压缩到原来体积的1/16.9.求压缩终了时空气的温度T2和压强p2（设空气的γ=1.40）.如果空气作等温压缩，则相应终了时的压强为多大解：汽缸中空气的压缩过程为绝热过程。由绝热过程的过程方程：如果空气作等温压缩，则相应的终压强为：例题8-6、设有8×10-3kg氧气,体积为0.41×10-3m3,温度为270C，如氧气作绝热膨胀后体积为4.1×10-3m3,问气体做功多少？如氧气作等温膨胀后体积也为4.1×10-3m3,这时气体做功又是多少？解:绝热过程中气体对外所做的功，可以直接由其内能的减少量来求得由绝热过程方程可得则绝热过程中气体对外所做的功为如氧气作等温膨胀，则气体对外界做功为热机发展简介1698年萨维利和1705年纽可门先后发明了蒸汽机。1765年瓦特进行了重大改进，大大提高了效率。瓦特改良的蒸汽机原理图时至今日：内燃机蒸汽机利用气体的循环过程将热量转换为对外做功。蒸汽机的物理学原理：各种热机的效率：蒸汽机柴油机液体燃料火箭汽油机8.4循环过程卡诺循环8.4