PPT《第9章热力学》

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重要说明:在热机、制冷机部分 由于实际中的需要或说是习惯 无论是吸热还是放热一律取正值则热机效率和制冷系数写成: 例题11.5,11.6 ,11.7(见33,34页) §11 卡诺循环 只与两个恒温热源交换能量的无摩擦的 准静态循环 1.卡诺热机 热流图 P V 图 恒温热源过程 吸 放热 绝热过程方程 由两个绝热过程得循环闭合条件 卡诺热机效率 代入数据得 只与T1和T2有关与物质种类、膨胀的体积无关 提高高温热源的温度现实些

2 ) 理论指导作用 讨论

1 )卡诺热机效率 进一步说明热机循环不向低温热源放热是不可能的热机循环至少需要两个热源 3)理论说明低温热源温度T2 ?

0 说明热机效率 且只能 <

4)疑问:由热I律 循环过程中 如果 相当于把吸收的热量全作功从能量转换看 不违反热一律 但为什么实际做不到? 说明:必然还有一个独立于热一律的 定律存在 这就是热二律 2.卡诺制冷机 卡诺热机的逆循环卡诺制冷机的制冷系数 一直敞开冰箱门 能制冷整个房间吗? 思考: 打开冰箱凉快一下 例题11.9(47页) 练习11.1(1),(2)(50页) §9 热力学第二定律§10自然过程的不可逆性 自然过程的不可逆性

一、 可逆过程与不可逆过程

二、 一切自然过程都是不可逆过程

一、 可逆过程与不可逆过程 1.定义:一个系统经过一个过程 P 从一状态 变化到另一状态 如果存在一个过程使系统和外界 完全复原 则说明原过程 P 是可逆的 否则是不可逆的

1 2 P 判断的是原过程P系统和外界全复原可逆过程是理想过程 2.注意关键词 3.只有准静态 无摩擦的过程 才是可逆的过程 P 准静态无摩擦 初始小过程 恢复小过程

二、 一切自然过程都是不可逆过程 自然过程有明显的方向性 如 功变热 热传导 扩散 1. 热转换 其唯一效果是(自动地)把热全部转变成功的过程是不可能发生的 2.热传导 其唯一效果是热量(自动地) 从低温物体传向高温物体 的过程是不可能发生的 3. 结论 1)自然界中一切与热现象有关的宏观过程均是不可逆过程 2)宏观上与热相伴过程的不可逆性是相互沟通的 §9 热力学第二定律

一、 热力学第二定律的宏观表述

二、 热力学第二定律的微观解释

一、 热力学第二定律的宏观表述 1.克劳修斯(Clisuis)表述: 热量不能自动地从低温物体传向高温物体 2.开尔文(Kelvin)表述: 其唯一效果是热全部转变成功的过程是不可能发生的(第二类永动机是不可能造成的) (制冷机) (热机) 3.两种表述的等效性(相互沟通)如果第二类永动机可造出来 热量自动从低温传到高温 开氏 证: 看联合机:低温热源净放热 令其推动卡诺制冷机 高温热源净吸热 克氏 如果第二类永动机能造出来 唯一效果

二、热力学第二定律的微观解释 1.宏观状态与微观状态 左右宏观上看:左、右两部分各有多少粒子而不去区分究竟是哪个粒子微观上看:具体哪个粒子在哪?编号为 宏观态 微观态

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1 2.热力学几率(概率) 一个宏观态对应的微观态 数目叫做这一宏观态的 热力学几率 宏观态 微观态

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1 3. 等几率假设 孤立系统中 每个微观态出现的几率相同4. 在诸多的宏观态中 热力学几率大的宏观态最易出现 (平衡态) 5. 热??律的微观解释 自发过程的方向性如 自由膨胀 有序 无序 1)自然过程从热力学几率小向热力学几率大 的方向进行 2)宏观上认为不可能出现的状态 在微观上认为是可能的 只不过几率太小而已 3)热??律是统计规律 (与热?律不同) 讨论