可逆过程不可逆过程熵增加原理在孤立.PPTVIP

* 1、循环过程 A B 反之，叫逆循环——致冷机 按顺时针进行为正循环——热机 热机效率 致冷系数 2、卡诺循环 卡诺热机 3 T1 T2 Q1 Q2 作业：10-T10, T11 例1.一台冰箱工作时，其冷冻室的温度为-10℃，室温为15℃。若按理想卡诺制冷循环计算，则此制冷机每消耗103J的功, 可以从冷冻室中吸出多少热量？ 解： 制冷系数 又 2.卡诺致冷机 问：满足热力学第一定律的热力学过程一定能实现吗？ 否！ 第5节 热力学第二定律 一、可逆过程与不可逆过程 1. 可逆过程 系统由 初态a变化到另一状态b。 无摩擦的准静态过程都是可逆的, 即P－V 图上的过程． 注：可逆过程是一种理想情况。 若存在另一过程，如能使系统由 b 态 回到 a 态，且周围一切也各自恢复原状，那么 ab 过程称为可逆过程。 无摩擦绝热准静态压缩过程 a态 b态 2. 不可逆过程 若在某过程中系统由 a态变化到b态。如果系统恢复不了原态，ab就是不可逆的； 注意：不可逆过程不是不能逆向进行，而是说过程逆向进行时，系统和外界不能同时完全还原。 比如： 热传导过程、扩散过程等 a) 功热转换 例：摩擦生热现象 3. 自然过程的方向 若系统恢复了原态却引起了外界的变化，ab也是不可逆的。 A B 功?热的过程可自动进行。 热?功不能自动进行。 结论：自然界里功热转换过程具有方向性 a) 功热转换 b) 热传导 两物体达热平衡过程： 是热从高温物体 低温物体 结论：自然界里热传导过程具有方向性 c) 气体的自由膨胀 同样气体的自由膨胀过程也是不可逆的 自动地 一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的具有方向性。 冰块 温水 凉水 开水 ﹖ 二、热力学第二定律 开尔文表述 不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不引起其它任何变化。 第二类永动机 是不可能制成的！ 1. 热力学第二定律的表述 等价表述： Kelvin 开尔文表述反映了功热转换的不可逆性 (从单一热源吸热完全转变为有用功的热机) 克劳修斯表述 热量不可能自动地从低温物体传给高温物体。 注意： 1o 若不是“循环动作”的热机，只从单一热源吸热， 使之完全变为有用的功而不放热，是可以实现的。 2o 注意“自动地”几个字。热量自动地由低温物体传 到高温物体,不违反热力学第一定律,但违背了热力 学第二定律。 3o 热力学第二定律实质指明了自然界热力学过程的方 向性。 Clausius 克劳修斯表述反映了热传导的不可逆性 2.两种表述的等价性 低温热源T2 高温热源T1 Q1 克氏表述不成立， 则开氏不成立。 开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不引起其它任何变化。 克劳修斯表述：热量不可能自动的从低温物体传给高温物体。 低温热源T2 高温热源T1 Q1 开氏不成立则克氏不成立。 结论：两种表述具有等价性。 3. 热力学第二定律的微观解释 从微观上看，任何热力学过程反映了大 量分子的无序运动状态的变化。热力学第二 定律阐明了变化的规律。 （1）热功转换 功 热 机械能 内能 自动地进行 结论：热功转换的自发过程总是使大量分子的 运动从有序状态向无序状态转化。 大量分子 有序运动 大量分子 无序运动 （2）热传导 高温 低温 自动地 传递Q 末态：两系统T相同、?t相同 两系统可区分 两系统变得不可区分 热传导使系统 的无序性增大 高温 低温 自动地 传递Q 反之 无序 有序 初态：两系统T不同、?t不同 不可能 结论：热传导的过程总是沿着使大量分子的运动 向更加无序的方向进行。 可进行 （3）气体的自由膨胀 热力学第二定律的微观解释： 注意：该定律涉及大量分子运动的无序性, 是统计规律, 只适用于包含大量分子的系统。　 热力学第一定律说明: 任何过程必须能量守恒。 ？热力学第二定律是否有定量的描述？ 热力学第二定律则说明: 并非所有的能量守恒过程都能实现。