热力学(改编).pptVIP

说明： 卡诺热机效率; （1）要完成一次卡诺循环必须要有两个温度不同的恒温热源（冷源T2和热源T1 ）多也不行，少也不行。 （3）由于不能实现 或 ，所以 （4）可以证明，在相同高温热源T1和低温热源T2之间工作的一切热机中，卡诺热机的效率最高。 （ 2）η只与两个热源温度T1、T2有关。 高温 T1越高，低温 T2 越低，η越大。 Ｔ1高温热源 T2 低温热源 热机 A 问题：η=1是否可能？——并不违反热力学第一定律。 说明： e只与两个热源温度T1、T2有关，T1越高，T2越低，e越小——意味着从温度越低的冷源中吸取相同的热量Q2，外界需要消耗更多的功A。 一般条件下使用的制冷机，e大致在2—7之间。 Ｔ1高温热源 T2 低温热源 A 致冷机 2. 卡诺逆循环的致冷系数（卡诺致冷机） 卡诺致冷机：卡诺循环逆向进行 例：一般家用1.5kw的空调（挂壁式），e大约为2.3。 * P253例8.4　一卡诺致冷机从温度为－10 ℃的冷库中吸取热量，释放到温度27 ℃的室外空气中，若致冷机耗费的功率是1.5 kW，求(1)每分钟从冷库中吸收的热量； (2)每分钟向室外空气中释放的热量. (1)根据卡诺致冷系数有 所以，从冷库中吸收的热量为 (2)释放到室外的热量为 Ｔ1 =300K（高） T2 =263K（低） 致冷机 解:　 每小时：A=1.5kw * 补充例题：一 卡诺热机（可逆的），低温热源的温度为27o C，热机效率为40%，求： （1）高温热源温度（K）； （2）若将热机效率提高到50%，保持低温热源温度不变，高温热源温度增加多少K？ 解（1） T2 = 273 + 27 = 300K （2） 问题：满足能量守恒的过程一定都能实现吗？ 功热转换过程具有方向性。 例：在无其它影响时，功可自动的转换为热。 m 热能自动转化为功吗？ 热一定律：一切热力学过程都必须满足能量守恒定律 一切实际的热力学过程只能按一定方向进行，反方向热力学过程是不可能实现的，尽管反方向过程不违犯能量守恒定律。 8.6 热力学第二定律 1. 开尔文表述 问题：制造一个 热机可能吗？ 第二类永动机: 失败！—— （热机）不可能从单一热源吸收热量，通过循环过程使它完全转变为功，而不引起其它变化。 一. 热力学第二定律 (两种表述) Ｔ1高温热源 热机 A 热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。 2. 克劳修斯表述 T1（高温） T2 （低温） 或第二类永动机不可能造出（ ） Q （自动的） 失败！—— A B 可逆过程——设在某一过程P中，系统从状态A变化到状态B。如果能使系统进行逆向变化，从状态B回复到初状态A，而且在回复到初态A时，周围的一切也都各自恢复原状，过程P就称为可逆过程。 不可逆过程——如果系统不能回复到原状态A，或者虽能回复到初态A，但周围一切不能恢复原状，那么过程P称为不可逆过程。 二、可逆和不可逆过程 （3）气体向真空中绝热自由膨胀的过程是不可逆的 a d F c b （1）功热转换是不可逆的 ----开尔文表述(自动的) 热力学第二定律指出如下几个过程为不可逆过程 （2）热传导不可逆性---- 克劳修斯表述(自动的) 不可逆 绝热自由膨胀 一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，这是热力学第二定律的本质或核心 三、热力学第二定律的核心意义 2、在相同的高温热源与相同的低温热源之间工作的一切不可逆机的效率不可能高于可逆机的效率。 1、在相同的高温热源与相同的低温热源之间工作的一切可逆机，不论用什么工作物质，效率相等。 可逆机 —— 可逆循环对应的热机。 不可逆机——不可逆循环对应的热机。 等号对应可逆热机 不等号对应不可逆热机 A Ｔ1高温热源 T2 低温热源 热机 四. 卡诺定理 * 单位质量的热容量叫比热 单位为焦耳/开·千克(J/K·kg * 单位质量的热容量叫比热 单位为焦耳/开·千克(J/K·kg * （ * 2.摩尔定压热容量 Cp 定义：1mol理想气体，在等压过程中吸收 热量 dQP与温度变化 dT 之比。 1mol理想气体等压过程中： 迈耶公式 得： dT dQ * 意义：1mol理想气体温度升高1K时，在等压过程的吸收热量，比在等体过程中多 R = 8.31 J ，用来转换为体积膨胀对外作功。 问题1. 迈耶公式物理意义？ 等体过程 dQV = dE 等压过程 dQP = dE + dA 迈耶公式 升高相同温度dT 问题2：为什么没有摩尔定温热容量 CT 讨论 3.摩尔定温热容量 CT * 对理想气体刚性分子 摩尔定体热容量 摩尔定压热容量 3. 比