第四章 热力学第二定律上课用.pptVIP

练习题 1.如图所示，曲线Ⅰ和Ⅱ是一定量的理想气体的两条绝热线，直线ac和bc分别是等容线和等压线，状态a、b、c的温度满足下列关系（ ） A 、Ta Tc，Tb Tc； B、Ta Tc ，TbTc； C、Ta Tc , Tb Ta ; D、Ta Tc , Tb Ta 2.一定量的理想气体，由状态（P,V，T）等温膨胀至状态（P1，V1，T1）或绝热膨胀至状态（P2，V2，T2），且P1= P2= P/2，则（ ） A、V1V2, T1 T2; B、V1V2, T1 T2; C、V1V2, T1 T2; D、V1V2, T1 T2; 4.一定量的理想气体做一次循环经历三个准静态过程，绝热膨胀使体积增加一倍，等容过程使温度恢复为起始温度，最后等温压缩到原来的体积，在此循环过程中（ ） A、气体向外放热； B、气体对外界做正功； C、气体内能增加； D、气体吸热。 5.下列各种说法中，哪种是正确的？（ ） A、卡诺热机完成一次循环，若对外做功愈多，其效率愈大； B、卡诺热机完成一次循环，若放热愈少，则其效率愈大； C、气体的自由度愈小，卡诺热机的效率愈大； D、高、低温热源的温差愈大，卡诺热机的效率愈大。 7.已知一定量的理想气体经历P-T所示的循环过程，图中各过程的吸热、放热情况为： （1）过程1-2是 。 （2）过程2-3是 。 （3）过程3-1是 。 作业　 §4.2 §4.8 §4.10 2）不可逆过程熵增量的求法： 可以在初态与末态之间设计一个可逆过程，因为熵为态函数，与过程无关，通过计算可逆过程熵变，得到不可逆过程熵变。 由 和热力学第一定律 可以得到热力学基本微分方程 ： 该式是综合了热力学第一、二定律的可逆过程的基本热 力学关系式。 1）对可逆过程: 求解该微分方程得到系统熵变。 4.8 熵变计算 例1： 有一热容为C1、温度为T1的固体与热容为C2、温度为T2的液体共置于一绝热容器内。 1.试求平衡建立后，系统最后的温度； 2.试确定系统总的熵变。 由此得: 1.能量守恒要求一物体失去的热量等于另一物体获得的热量. 解: 则有: 设最后温度为 总的熵变为两个子系统的熵变之和: 设固体的升温过程是可逆的,设液体的降温过程也是可逆的 2. 对于无限小的变化来说 例2：1kg 0℃的冰与恒温热库（t=20℃）接触， 0℃冰和20℃水微观状态数目比是多少？冰到20℃水的熵变是多少？最终大系统（水和热库）的熵变化是多少？（熔解热为3.35?105J/kg ） 冰融化成水 水升温，过程设计成准静态过程，即，与一系列恒温热库接触 解： 由玻耳兹曼熵公式 对热库，设计等温放热过程 大系统总熵变化 例3：1摩尔理想气体的状态变化如图，其中1→3为的等温线， 1→4为绝热线。试分别由下列三种过程计算气体的熵变ΔS =S3-S1 1→2 → 3过程 解： P V 20 1 2 3 4 40 ● ● ● P V 20 1 2 3 4 40 ● ● ● 1→3过程 1→4 → 3过程 P V 20 1 2 3 4 40 ● ● ● 由绝热过程方程： 所以： 三种过程所求得的熵变相同，说明熵是状态函数。 例4：理想气体经历下述过程，讨论△E，△T，△S，A 和 Q 的符号。 P V 等温线 a b 1 2 ● ● P V a b 绝热线 1 2 ● ● 1 2 △E △T A Q △S 0 0 + + + 0 0 - - - 1 2 △E △T A Q △S 0 + - - + 0 - - + - * 0 V P a b c Ⅰ Ⅱ A V P 0 P P/2 V1 V2 T1 T2 B 3.如图所示，一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程是：A-B等压过程，A-C等温过程，A-D绝热过程，其中吸热量最多的过程是？过程？ 答：A-B过程吸热最多 A P V 0 B D C V P 0 v0 2v0 A 卡诺热机：理想热机 如何制造高效率的热机 意义： 定义了热力学温标： D 6.图示为理想气体变化过程的P-V图，其中MT为等温线，MQ为绝热线，在AM、BM、CM三种准静态过程中： （1）升温的是 过程 （2）吸热的是 过程 BM,CM CM P 0 V A T B Q C M P 0 V A T B Q C M 0 T P 1 2 3 0 V P 1 3 2 吸热 放热 放热 4、引入熵的概念进行定量描述 1、从实例说明宏观热力学过程具有方向性