大学物理热学课件-第五章-(热力学第二定律和第三定律).pptVIP

第五章热力学第二定律

和第三定律;热力学第一定律指出：一切热力学过程都应满足能量守恒。但满足能量守恒的过程是否一定都能进行？热机效率能够等于1吗？;引言;续上;续上;续上;§5-1.可逆过程与不可逆过程

§5-2.热力学第二定律的两种语言表述

§5-3.热力学第二定律的数学表述和

熵增加原理

§5-4.熵及热力学第二定律的统计意义

§5-5.热力学第二定律的应用举例

§5-6.自由能与吉布斯函数

§5-7.热力学第三定律;假设系统经历了一个过程，而过程的每一步都可沿相反的方向进行，同时不引起外界的任何变化，那么这个过程就称为可逆过程。;1.不可逆过程的实例;(3)热传导不可逆;〔真空〕;无摩擦的准静态过程是可逆过程(是理想过程);（1）可逆过程一定是准静过程；;（1）可逆过程一定是准静过程；;（1）可逆过程一定是准静过程；;（1）可逆过程一定是准静过程；;（1）可逆过程一定是准静过程；;?;一.自然过程的方向性;功?热的过程不一定伴随有其它变化：;3.热传导;二.各种自然过程的方向性是相互关联的;功热转换方向性消失;热传导方向性消失;;三.热力学第二定律的两种表述;(1)热力学第二定律开尔文表述的另一表达形式:第二类永动机不可能制成;3.热机、制冷机的能流图示方法;4.开尔文表述与克劳修斯表述的等价性;热力学第二定律的两种表述等价*;两种表述的等效性*:;用热力学第二定律证明：在p?V图上任意两条绝热线不可能相交;例;§5-3.热力学第二定律的数学表述和熵增加原理;二.熵的概念;?与路径无关!;?对于不可逆过程1a2;?综合可逆和不可逆过程;三.熵增的计算;例:一摩尔理想气体从初态a(P1,V1,T1)经某过程变到末态b(P2,V2,T2)，求熵增。设CV、CP均为常量。;可得;例1;1mol理想气体由状态1(P1V1T1)变到状态2(P2V2T2)?熵增量;例2;热力学根本关系：〔“热一”+“热二”〕;?对于孤立的封闭系统:;2.熵增加原理的实例;A;(4);(5);?;五.熵增加的实质——能量退化;熵和能量退化;以功热转换为例，设有：;热力学第2定律的数学表达式——熵增加原理;玻尔兹曼：从微观的角度看，一个系统的状态的宏观描述是非常不完善的，系统的一个宏观状态实??上可能对应许多微观状态，而这些微观状态是粗略的宏观描述所不能区分的。;理想气体绝热、自由膨胀——2个分子;左;abcd;结论;二.克劳修斯熵与玻尔兹曼熵的关系;玻耳兹曼熵与克劳修斯熵

两种熵的定义是统一的

以理想气体为例讨论;位形熵;例.1kg0oC的冰变成20oC的水，求水和冰的微观态数比。〔冰的熔解热λ=334J/g，水的比热C＝4.18J/g.K〕;1kg20oC水和1kg0oC冰的微观态数之比;三.热力学第二定律的统计意义;4个分子时的分配方式;宏观状态;(1)系统某宏观态出现的概率与该宏观态对应的微观态数成正比。;3.分析几个不可逆过程;工作物质;Q1;室外;T2;再证明一切热机效率不大于卡诺热机：;第五章热力学第二定律和第三定律;卡诺定理→以“热二”为根底、不依赖于测温物质的普适温标，称为热力学温标〔绝对温标〕.;§5-7.热力学第三定律;T;◆卡诺循环的温熵图;第五章作业

5.7，5.9，5.13

5.15，5.18，5.20

5.22，5.23，5.24