熱力學(xué)第二定律PPT

1、熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律首都師范大學(xué)物理系首都師范大學(xué)物理系公麗云公麗云熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 熱現(xiàn)象過程的不可逆性熱現(xiàn)象過程的不可逆性 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義 卡諾定理卡諾定理1 12340101熱力學(xué)熱力學(xué)第二定律第二定律 T1 高溫?zé)嵩?T1 高溫?zé)嵩?Q2Q工作物質(zhì)AAQQ211212111QQQQQQA第二類永動機(jī)：第二類永動機(jī)：能夠從單一熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響的機(jī)器。 第二類永動機(jī)不可能造成。開爾文表述開爾文表述：不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響。0101單一

2、熱源單一熱源：溫度均勻并且恒定不變的熱源。其他影響其他影響：除了由單一熱源吸熱，把所吸的熱用來做功以外的其他變化。熱力學(xué)熱力學(xué)第二定律第二定律克勞修斯表述：克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。 T1 高溫?zé)嵩?T1 高溫?zé)嵩?Q工作物質(zhì)A2QAQ2AQQ210101熱力學(xué)熱力學(xué)第二定律第二定律 熱力學(xué)第二定律是總結(jié)了大量事實(shí)而提出來的，由熱力學(xué)第二定律作出的推論都與實(shí)踐結(jié)果相符合，從而證明了這一定律的正確性。 熱力學(xué)第二定律有自己的適用范圍和成立條件，它對有限范圍內(nèi)的宏觀過程是成立的，而不適用于少量分子的微觀體系，也不能把它推廣到無限的宇宙。 熱力學(xué)第二定律是獨(dú)立

3、于熱力學(xué)第一定律的新規(guī)律，是一個(gè)能夠反映過程進(jìn)行方向的規(guī)律。熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 熱現(xiàn)象過程的不可逆性熱現(xiàn)象過程的不可逆性 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義 卡諾定理卡諾定理1 12340 02 2熱現(xiàn)象過熱現(xiàn)象過程的不可程的不可逆性逆性QQQQ 12QA T1 高溫?zé)嵩?T2 低溫?zé)嵩?QQA假設(shè)：克勞修斯表述不對結(jié)果：開爾文表述不對0 02 2熱現(xiàn)象過熱現(xiàn)象過程的不可程的不可逆性逆性結(jié)果：克勞修斯表述不對假設(shè)：開爾文表述不對2Q2QQQAQ22A T1 高溫?zé)嵩?T2 低溫?zé)嵩碤A0 02 2熱現(xiàn)象過熱現(xiàn)象過程的不可程的不可逆性逆性 一

4、個(gè)系統(tǒng)，由某一狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過某一過程達(dá)到另一狀態(tài)，如果存在另一過程，它能使系統(tǒng)和外界完全復(fù)原（即系統(tǒng)回到原來的狀態(tài)，同時(shí)消除了原來過程對外界的一切影響），則原來的過程稱為可逆過程可逆過程；反之，如果用任何方法都不能使系統(tǒng)和外界完全復(fù)原，則稱為不可逆過程不可逆過程。 開爾文表述功變熱不可逆 克勞修斯熱傳導(dǎo)不可逆 擴(kuò)散不可逆 自由膨脹不可逆一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的。一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的。熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 熱現(xiàn)象過程的不可逆性熱現(xiàn)象過程的不可逆性 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義 卡諾定理卡諾定理1 12340

5、 03 3熱力學(xué)第熱力學(xué)第二定律的二定律的統(tǒng)計(jì)意義統(tǒng)計(jì)意義AB 氣體的自由膨脹實(shí)際上是反映了這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生的過程總是有概率小的宏觀狀態(tài)向概率大的宏觀狀態(tài)進(jìn)行，這是氣體自由膨脹的不可逆性的統(tǒng)計(jì)意義。機(jī)械能所有分子都做同樣的定向移動時(shí)所對應(yīng)的能量內(nèi)能代表分子做無規(guī)則熱運(yùn)動時(shí)的能量功變熱熱變功0 03 3熱力學(xué)第熱力學(xué)第二定律的二定律的統(tǒng)計(jì)意義統(tǒng)計(jì)意義熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義：熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義： 一個(gè)不受外界影響的“孤立系統(tǒng)”，其內(nèi)部發(fā)生的過程，總是由概率小的狀態(tài)向概率大的狀態(tài)進(jìn)行，由包含微觀數(shù)目少的宏觀狀態(tài)向包含微觀數(shù)目多的宏觀狀態(tài)進(jìn)行。熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 熱現(xiàn)象過程的不可逆性熱現(xiàn)象過程的不可逆性 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義 卡諾定理卡諾定理1 12340 04 4卡諾定理卡諾定理 T1 高溫?zé)嵩?T1 高溫?zé)嵩?Q2Q甲A乙A1Q2Q21QQA21QQA0ANNAAQAQA21AQAQA21所以，21QA21QA22QNNQ代入上面的不等式中，可得01-122QNNQ0 04 4卡諾定理卡諾定理因?yàn)?，所以22QNNQ-1-1將上式化簡，即得即甲機(jī)的效率不能大于乙機(jī)的效率，若使甲做逆循環(huán)，乙做正循環(huán)，則同樣可證明所以，必然有卡諾定理：卡諾定理：（1）在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆