热力学第二定律课件.pptVIP

*熱力學第二定律（Secondlawofthermodynamics）*§4.1自然過程的方向符合熱一律的過程，不一定能在自然界發生，例如：重物下落，功全部轉化成熱而不產生其他變化，可自然進行。水冷卻使葉片旋轉，從而提升重物，則不可能自然進行。··水葉片重物重物絕熱壁焦耳熱功當量實驗*過程的唯一效果能否發生熱功轉換功熱功熱√?熱傳導高溫熱量低溫高溫熱量低溫√?氣體擴散分離混合分離混合√?一些自然過程的方向全部全部*§4.2熱力學第二定律熱力學第二定律是關於自然過程方向的一一.熱力學第二定律的兩種表述：1.開氏表述（Kelvin，1851）：其唯一效果是熱量全部轉變為功的過程是不可能的。A=QQT第二類永動機條基本的、普遍的定律，定律層次更深的規律。它是較熱力學第一*A=QV1TQV2左圖所示過程是否違思考另一種表述：第二類永動機不可能製成2.?克氏表述（clausius，1850）：熱量不能自動地從低溫物體傳向高溫物體QT1（高）T2（低）反熱力學第二定律？*二.兩種表述的等價性1.若克氏表述成立，則開氏表述亦成立。反證法：克氏表述成立開氏表述成立A=Q1T1Q1T1T2Q2等價設開氏表述不成立則克氏表述不成立Q1+Q2T2Q2（自證）2.若開氏表述成立，則克氏表述也成立。Q1T1A*§4.3過程的可逆性一.定義：1.可逆過程（reversibleprocess）：其結果（系統和外界的變化）可以完全（准靜態、無摩擦的過程）被消除的過程。一般地說，一個過程進行時，如果使外界條件改變一無窮小的量，這個過程就是可逆的。（其結果是系統和外界能同時回到初態）。可逆過程必然是可以沿原路徑反向進行的*2.不可逆過程（irreversibleprocess）：其結果不能完全被消除的過程。例如：有限溫差熱傳導，“一切與熱現象有關的實際宏觀過程都不可逆”?八寶山“今天的你我怎能重複昨天的故事!”生命過程是不可逆的：出生?童年?少年?青年?中年——不可逆！?老年氣體自由膨脹?摩擦生熱，不可逆過程必然不可能沿原路徑反向進行。*二.不可逆過程是相互溝通的熱二律的開氏表述功全部轉換成熱而不產生其他影響的過程是不可逆的熱二律的克氏說法有限溫差熱傳導不可逆功、熱轉換的不可逆性熱傳導的不可逆性開氏、克氏表述的等價（否則熱全部轉換為功而不產生其他影響成立，這就違背了熱二律的開氏說法。）*實際上，一切不可逆過程都是相互溝通的。例如：開氏表述氣體不可能自動收縮功變熱而不產生其他影響之不可逆氣體自由膨脹之不可逆等價絕熱壁A=QQTT氣體A=QTQ迴圈,無變化氣體證明：任何一種不可逆過程的表述，都可作為熱力學第二定律的表述！設氣體能自動收縮氣體T不成立不成立*§4.4卡諾定理（Carnottheorem）一.卡諾定理（1824）1.工作在相同溫度的高、低溫熱庫之間的一切可逆機的效率都相等，與工作物質無關。2.工作在相同溫度的高、低溫熱庫之間的一切不可逆機的效率都不可能大於可逆機的效率。（*參照書P185?186例4.1，自己證明）（*證明見書P185?186例4.1）*二.熱力學溫標卡諾定理的一個重要的理論意義是可以根據它來定義熱力學溫標。令水的三相點T3=273.16K，高溫T1低溫T2Q2Q1A可逆Q1、Q2取絕對值——熱力學溫標測熱量比?溫度比（與測溫物質無關）由卡諾定理就可完全確定溫度T*三.任意可逆迴圈的效率設：T1─迴圈最高溫度T2─迴圈最低溫度則有：證：對i，又?E同，∴?Q同，故aa?b?b與ab等價。∴pVO絕熱線iT2iT1iaa＇bb＇△Q2i△Q1i*§4.5克勞修斯熵公式（書§4.7,4.8）定律、定理可以定義