热力学第二定律.pptxVIP

热力学第一定律及其对理想气体各过程的应用；循环效能及其计算.功、热量、内能、摩尔热容量等概念；重点内容小结：

例3:有25mol的某种气体,作图示循环过程(ca为等温过程).＝4.15×105Pa,V1＝2.0×10-2m3,V2＝3.0×10-2m3．求:(1)各过程中的热量、内能改变以及所作的功;(2)循环的效率．解:由理想气体状态方程及等压过程方程得得a、b状态的温度

(1)a→b等压膨胀过程,吸热内能改变作功b→c等体压缩过程,放热内能改变作功W=0

c→a等温压缩过程,放热内能改变作功(2)循环效率％

第十二章热力学第二定律热力学第一定律给出了各种形式的能量在相互转化过程中必须遵循的规律，但并未限定过程进行的方向。观察与实验表明，自然界中一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，或者说是有方向性的。对这类问题的解释需要一个独立于热力学第一定律的新的自然规律，即热力学第二定律。引言

功能够自发且完全地转化为热,但热不能自发且完全地转化为功;1、功热转换气体A和B能自发地混合成混合气体AB,但不能自发地分离成气体A和B.4、气体的混合热量能自发地从高温物体传向低温物体,但不能自发地从低温物体传向高温物体;2、热传导气体体积能自发地由体积V1自由膨胀到体积V1＋V2;但不能自发地由体积V1＋V2收缩为体积V1;3、气体自由膨胀壹贰叁肆一、自然过程的方向性问题

可逆过程和不可逆过程广义定义：假设所考虑的系统由一个状态出发经过某一过程达到另一状态，如果存在另一个过程，它能使系统和外界完全复原（即系统回到原来状态，同时消除了原过程对外界引起的一切影响）则原来的过程称为可逆过程；反之，如果用任何曲折复杂的方法都不能使系统和外界完全复原，则称为不可逆过程。123654过程为可逆过程。借外界条件的无穷小变化而反向进行，则称此狭义定义：一个给定的过程，若其每一步都能

卡诺循环是可逆循环。可逆传热的条件是：系统和外界温差无限小，即等温热传导。在热现象中，这只有在准静态和无摩擦的条件下才有可能。无摩擦准静态过程是可逆的。①可逆过程是一种理想的极限，只能接近，而不能真正达到。因为，实际过程都是以有限的速度进行，且在其中包含摩擦，粘滞，电阻等耗散因素，必然是不可逆的。②经验和事实表明，自然界中真实存在的过程都是按一定方向进行的，都是不可逆的。例如：2.讨论：

被抽去的瞬间，气体聚集在左半部，这是一种非平衡态，此后气体将自动膨胀充满整个容器。最后达到平衡态。其反过程由平衡态回到非平衡态的过程不可能自动发生。理想气体绝热自由膨胀是不可逆的。在隔板高温物体传向低温物体，从而使两物体温度相同，达到热平衡。从未发现其反过程，使两物体温差增大。不可逆过程不是不能逆向进行，而是说当过程逆向进行时，逆过程在外界留下的痕迹不能将原来正过程的痕迹完全消除。热传导过程是不可逆的。热量总是自动地由

利用四种不可逆因素判别可逆、不可逆四种不可逆因素是:耗散不可逆因素、力学不可逆因素(例如对于一般的系统,若系统各部分之间的压强不是无穷小)、热学不可逆因素(系统内部各部分之间的温度差不是无穷小)、化学不可逆因素(对于任一化学组成,在系统内部各部分之间的差异不是无穷小).任何一个不可逆过程中必包含有四种不可逆因素中的某一个或某几个。例：利用恒温浴槽加热开口容器中的水使之蒸发（力学、热学平衡，但有水汽扩散，化学不平衡）1234

热力学第二定律是一条经验定律，因此有许多叙述方法。最早提出并作为标准表述的是1850年克劳修斯提出的克劳修斯表述和1851年开尔文提出的开尔文表述。三、热力学第二定律的表述

克氏表述指明热传导过程是不可逆的。与之相应的经验事实是，当两个不同温度的物体相互接触时，热量将由高温物体向低温物体传递，而不可能自发地由低温物体传到高温物体。如果借助制冷机，当然可以把热量由低温传递到高温，但要以外界作功为代价，也就是引起了其他变化。克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。也可表述为:热量不能自发地从低温物体传到高温物体.123

与之相应的经验事实是，功可以完全变热，但要把热完全变为功而不产生其他影响是不可能的。例如，利用热机循环，吸热可对外作出功来．但实际热机的循环除了热变功外，还必定有一定的热量从高温热源传给低温热源，即产生了其它效果热全部变为功的过程也是有的，如，理想气体等温膨胀。但在这一过程中除了气体从单一热源吸热完全变为功外，还引起了其它变化，即过程结束时，气体的体积增大了。开氏表述指明功变热的过程是不可逆的。（2）开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。

2.讨论:①热力学第一