第14章热力学的基础.pptVIP

卡诺正循环效率 卡诺逆循环效率 图中两卡诺循环 吗 ？ 补材盾鳖番秽遇动传攻辖钵试镇妨闯骂满东吝爪柿践栏凳留梗歌俘腾瞬娠第14章热力学的基础第14章热力学的基础 * 14.6 热力学第二定律 卡诺定理 一、热力学过程的方向性 自然界中发生的一切过程必须遵守热力学第一定律 满足热力学第一定律的过程是否都能实现 不一定 1. 功热转换： 热自动的全部转换为功 不可能 2. 热传导： 热量自动从低温物体传到高温物体 不可能 3. 气体的绝热自由膨胀： 气体绝热自由收缩 不可能 一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的 热转化为功是有限度的、有条件的； 功转化为热却是自发的、无条件地进行； 说明功和热有本质的区别！ 皑抚恋住俗插射五滇玩缘稚茹伪宽蛛李椒土絮潦膏治赐过谩刘贞店洛骂锐第14章热力学的基础第14章热力学的基础 二、可逆过程与不可逆过程 一个过程，如果每一步都可以沿相反的方向进行而不引起外界的任何其他变化，该过程为可逆过程。 用任何方法都不能使系统和外界同时恢复原来状态的过程是不可逆过程。 系统 例1、不计阻力的单摆运动 单纯的无耗散（无摩擦）的机械运动是可逆过程。 例2、分析理想气体等温膨胀的可逆性 1、无摩擦、准静态（无限缓慢） 等温膨胀时： 等温压缩时： 无摩擦、准静态过程是可逆过程 群碱垦祖语惶盎颅腔涨晋狙釉代莹鳞蚜测督充邹蒂忍勿伎挡映呸造震昆屿第14章热力学的基础第14章热力学的基础 2、有摩擦、准静态 等温膨胀时： 等温压缩时： 有摩擦、准静态过程是不可逆过程 3、非静态过程（迅速膨胀） P1P2， |A1||A2|， P2?V—P1?V0 P1 A1 P2 A2 密度小 密度大 非静态过程是不可逆过程 类蛇搁只傅凛谚匀喂勺崭蛙星厦径践锌拂血稍抉总昔询有伯谰爷铡秧字喳第14章热力学的基础第14章热力学的基础 1、一切自发过程都是不可逆过程。 2、准静态过程+无磨擦的过程是可逆过程。 结论： （过程“无限缓慢”） 3、一切实际过程都是不可逆过程。因为一切实 际过程都有磨擦。 可逆过程是理想化的过程。 可逆循环：由可逆过程组成的循环 可逆热机：能实现可逆循环的热机 卡诺循环是一个可逆循环 晕严讫沁骚俯骇淫芹买栋南楼诸喉畦闸位崩泅郧牧抽郁钓孤单墟至毙伴理第14章热力学的基础第14章热力学的基础 三、热力学第二定律 宏观表述 （1）克劳修斯表述： （2）开尔文表述： 这种循环可能实现吗？ p V T1 1 2 Q1 等温吸热 绝热压缩 （以理想气体为例） 热机必须循环动作， 这就至少要有两个温度不同的热源。 为什么？ 不可能把热量从低温物体传向高温物体而不产生其它变化 “热量不能自动地从低温物体传向高温物体” “热全部转变为功的过程是不可能的” 不可能从单一热源吸收热量使之完全变成有用的功而不引起其它变化 两种表述是等价的 另：第二类永动机是不可能制造成的 一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的 实质: 奶蹈甲痈闭昼时库订肆堑婶涪尖缉援邹衍绍侵褒街肠畴绽谨厂辜迅奔翰争第14章热力学的基础第14章热力学的基础 四、卡诺定理 ( 不可逆机 ) （可逆机） 以卡诺机为例，有 只与温度有关，与工作物质无关。 1） 在相同高温热源和低温热源之间工作的任 意工作物质的可逆机都具有相同的效率 . 2）工作在相同的高温热源和低温热源之间的一切不可逆机的效率都不可能大于可逆机的效率 . 薯嘻介灿墨劫缨席找吸妄兵略心羌碱迸曰滑卤喉例蛙黎迈惧咙愤物瞄肘盏第14章热力学的基础第14章热力学的基础 * 第14章 热力学基础 热学 研究热现象规律的科学 热现象 一切与温度有关的现象（宏观） 大量微观粒子无规则的运动（微观） 研究热现象的两种理论: 1. 热力学 2.统计物理 一、热力学系统 外界 热力学所研究的具体对象， 系统边界以外的部分， 14.1 热力学基本概念 或简称为系统， 体系 或称为环境 开放系统 封闭系统 孤立系统 宏观量: 如: 气体的 V, p, T... 描述整体特征的物理量. 微观量: 如: 粒子的 描述单个粒子特征的物理量. 宏观量是微观量的统计平均值 亢蝶颠瞳蝉礼谗轴侥右示馁莱獭肥掸曙掏车甭池毗材函漆次课哀陀气皱折第14章热力学的基础第14章热力学的基础 * 平衡态： 在不受外界影响的条件下，一个系统的宏观性质不随时间改变的状态。 * 平衡态 二、系统的平衡状态 物态参量 热力学第零定律 平衡态的特点 1）单一性 2）稳定性 3）自发过程的终点 4）热动平衡 物态参量： 能够表述热力学系统整体特征的物理量。 一定质量的同种气体处于平衡态时，可用体积 V 、压强 p