普通物理下外界對系統(tǒng)作的功

1、外界對系統(tǒng)作的功外界對系統(tǒng)作的功 -W 等于系等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量。統(tǒng)內(nèi)能的增量。12m,TTCMmEWV所以所以0Q12m,TTCMmEV因為因為V1V2pV如何實現(xiàn)絕熱過程 ？1 1、用理想的絕熱壁把系統(tǒng)和外界隔開。、用理想的絕熱壁把系統(tǒng)和外界隔開。2 2、過程進行得很快，以至于系統(tǒng)來不及與外、過程進行得很快，以至于系統(tǒng)來不及與外界進行顯著的熱交換。界進行顯著的熱交換。例：內(nèi)燃機氣缸內(nèi)氣體的膨脹、壓縮；內(nèi)燃機氣缸內(nèi)氣體的膨脹、壓縮；空氣中聲音傳播引起局部膨脹或壓縮?？諝庵新曇魝鞑ヒ鹁植颗蛎浕驂嚎s。（一）絕熱方程（一）絕熱方程WEQdd0d即即 1ddm,TCMmVpV由由RTMmpV 得得

2、 2dddTRMmpVVp由（由（1）、（）、（2）得）得VpCRpVVpVdddm,即即 3 ddm,m,pVCVpRCVV又因為又因為m,m,m,m,VppVCCCRC代入（代入（3）得）得0ddVppV即即0dpV理想氣體準靜態(tài)絕熱過程的理想氣體準靜態(tài)絕熱過程的過程方程過程方程（只適用于準靜態(tài)過程）（只適用于準靜態(tài)過程）解之，并聯(lián)合理想氣體狀態(tài)方程得解之，并聯(lián)合理想氣體狀態(tài)方程得泊松方程泊松方程32111CTpCTVCpV均為常數(shù)321,CCC（二）絕熱過程的功（二）絕熱過程的功由泊松方程由泊松方程11VppV得得VVpp11則則12111111211111111dd2121VVVpVV

3、VpVVVpVpWVVVV或或12m, 0TTCMmEWQV1,m,222111RCMmRVpTMmRVpTV所以所以221111VpVpW代入代入1122VpVp得得1211111VVVpW（三）熱容量（三）熱容量0ddmTQC（四）等溫線與絕熱線（四）等溫線與絕熱線VVdOpQpdTpdAB斜率：斜率：VpVpQddVpVpTdd絕熱方程：絕熱方程：1CVp0dd1VVppV0d dVppV化簡：化簡：AAVpVpdd等溫方程：等溫方程：2CVp0ddVppVAAVpVpdd絕熱過程：絕熱過程：pTn ,TQVpVpdddd解釋：由解釋：由nkTp 改變同一：改變同一：-dV pn等溫過程

4、：等溫過程：VVdOpQpdTpdAB例：例：理想氣體絕熱自由膨脹過程理想氣體絕熱自由膨脹過程222TVp111TVp真空真空絕熱自由膨脹：絕熱自由膨脹：0, 0QW12, 0EEE所以所以即即12TT 不是等溫過程不是等溫過程由理想氣體狀態(tài)方程得由理想氣體狀態(tài)方程得111212221112 VpRTMmRTMmVpVpRTMmVp所以所以212pp 錯誤的解法：錯誤的解法：1222112VpVpVp所以所以212pp 絕熱方程不適用于非靜態(tài)過程絕熱方程不適用于非靜態(tài)過程 例一例一 如圖，器壁與活塞均絕熱的容器中間被一如圖，器壁與活塞均絕熱的容器中間被一隔板等分為兩部分。其中左邊儲有隔板等分為

5、兩部分。其中左邊儲有1 mol 處于標準狀處于標準狀態(tài)的氦氣（可視為理想氣體），另一邊為真空?，F(xiàn)態(tài)的氦氣（可視為理想氣體），另一邊為真空?，F(xiàn)先把隔板拉開，待氣體平衡后，再緩慢向左推動活先把隔板拉開，待氣體平衡后，再緩慢向左推動活塞，把氣體壓縮到原來的體積。求氦氣的溫度改變?nèi)?，把氣體壓縮到原來的體積。求氦氣的溫度改變多少？多少？000TVp真空真空 解：解：設氦氣開始狀態(tài)為設氦氣開始狀態(tài)為KTVp273,000（1）先向真空作絕熱自由膨脹（非靜態(tài)過程）先向真空作絕熱自由膨脹（非靜態(tài)過程）0, 0, 0, 0TEQW所以所以01TT 因為因為RTpVVV,201所以所以201pp 111TVp（2

6、）再作絕熱壓縮（準靜態(tài)過程）再作絕熱壓縮（準靜態(tài)過程）202111,TVpTVp由絕熱方程由絕熱方程001102221VpVpVp得得0122pp再由再由000202TVpTVp得得0122TT202TVp真空真空氦為單原子分子：氦為單原子分子：3523252m,m,RRCCiiVp所以所以0310135242TTTK16015.27314143103102TTTT 例二例二 某理想氣體在某理想氣體在 P V 圖上等溫線與絕熱圖上等溫線與絕熱線相交于線相交于A 點，如圖。已知點，如圖。已知 A 點的壓強點的壓強 ，體積，體積 ，而且，而且 A 點處等溫線與絕點處等溫線與絕熱線的斜率之比為熱線的

7、斜率之比為 0.714。現(xiàn)使氣體從?，F(xiàn)使氣體從 A 點絕熱膨脹點絕熱膨脹至至 B 點，其體積點，其體積 ，求（，求（1）B 點點處的壓強處的壓強 （2）在此過程）在此過程中氣體對外作的功。中氣體對外作的功。Pa10251p331m105 . 0V332m101VABV2V1Vp1pO解：解：求斜率求斜率等溫過程：等溫過程： 1dd0ddVpVppVVpCpV絕熱過程：絕熱過程： 2ddVpVpABV2V1Vp1pO兩斜率之比為：兩斜率之比為：714. 01VpVp所以所以是雙原子分子40. 1（1）由絕熱方程）由絕熱方程BBAAVpVp a440. 15P1058. 721102BAABVVp

8、p（2）絕熱功為）絕熱功為 J5 .60140. 11011058. 7105 . 0102113435BBAAVpVpW 例三例三 2摩爾理想氣體氦，初始體積為摩爾理想氣體氦，初始體積為20升，起始溫升，起始溫度為度為27 C。先經(jīng)等壓膨脹到原體積的兩倍，然后絕熱膨。先經(jīng)等壓膨脹到原體積的兩倍，然后絕熱膨脹到溫度恢復起始值。脹到溫度恢復起始值。（1）在在 PV 圖上繪出過程曲線圖上繪出過程曲線（2）氦的內(nèi)能改變是多少？氦的內(nèi)能改變是多少？（3）全過程共吸熱多少？全過程共吸熱多少？（4）氦作的總功為多少？氦作的總功為多少？ （5 5）終態(tài)的體積為多少？）終態(tài)的體積為多少？解：解：（1）曲線如圖

9、）曲線如圖（2）內(nèi)能不變）內(nèi)能不變pV（升）（升）20 40300Kabc（3）等壓：）等壓：絕QQQpJ1025. 130060031. 82524abpTTCMmm,K600bT（5）氦為單原子理想氣體）氦為單原子理想氣體352ii11bbccVTVT2331121040 cbbcTTVV3m113. 0J1025. 14QQEW（4）作的總功）作的總功pV（升）（升）20 40300Kabc 例四例四 圖為一汽缸，底部導熱，其余絕熱。容積被圖為一汽缸，底部導熱，其余絕熱。容積被固定導熱板（輕）隔成相等兩部分固定導熱板（輕）隔成相等兩部分A 和和B，各盛，各盛1mol氮氣，今將氮氣，今將3

10、35J的熱量緩緩由底部傳給氣體，設活塞的熱量緩緩由底部傳給氣體，設活塞壓強始終保持壓強始終保持1atm 求求（1）A、B 兩部分溫度的改變兩部分溫度的改變及吸收的熱量及吸收的熱量（2）若換成可自由滑動的絕熱隔板，上若換成可自由滑動的絕熱隔板，上述溫度改變和熱量又如何？述溫度改變和熱量又如何？A AB BQ解：解： （1 1）初溫相等）初溫相等BATT 末溫相等末溫相等BATTA中等容：吸熱中等容：吸熱J335Q向向B放熱：放熱：Q1A AB BQ由（由（1 1）（）（2 2）消去）消去Q1TRiQ1K72. 631. 8153351RiQTB中吸熱中吸熱J196221TRiQA中吸熱中吸熱J1

11、391963351QQTRiTCMmQQV2m,1（1）B中等壓：中等壓：TRiTCMmQp22m,1（2）吸熱吸熱A中等壓膨脹：中等壓膨脹： 只吸熱不放熱只吸熱不放熱335m,TCMmQpK5 .1131. 827335m,pCQTBWEQ對A作的功使作的功使B又對活塞作功又對活塞作功0m,TCMmQpB0 TP、V、T 都不變，整個氣體向上平移。都不變，整個氣體向上平移。（2）B中絕熱、等壓中絕熱、等壓A AB BQ多方過程：多方過程：CpVn等壓過程：等壓過程：n = 0等溫過程：等溫過程：n = 1等容過程：等容過程：n = 絕熱過程：絕熱過程：n = CVpn1當當 n = 時時，V

12、 = 常數(shù)常數(shù)多方過程中的功：多方過程中的功： nnVVpp11由多方過程方程：由多方過程方程：1d221121nVpVpVpWVV內(nèi)能增量：內(nèi)能增量：)(2i)(1212mTTRMmTTCMmEV,由熱力學第一定律：由熱力學第一定律： nVpVpTCMmWEQV11122m,TnRCMmTRMmnTCMmVV)1(11m,m,設多方過程的摩爾熱容為設多方過程的摩爾熱容為 Cn,mTCMmQnnm,多方過程吸熱：多方過程吸熱：比較可得：比較可得：nRCCVn1m,m,RCCVpm,m,iiCCVp2m,m,由由和和多方過程的摩爾熱容：多方過程的摩爾熱容：m,m,1VnCnnC過程 特征 過程方

13、程 熱量 Q 對外作功 A 內(nèi)能增量 等體 dV=0 CTp 12TTCMv 0 12TTCMv 等壓 dp=0 CTV 12TTCMp 12VVp 12TTCMv 等溫 dT=0 CpV 12lnVVRTM 12lnVVRTM 0 絕熱 dQ=0 CpV 0 12211VpVp 12TTCMv 多方 CpVn 12nTTCM 1nVpVp2211 12TTCMv 熱力學基本計算公式熱力學基本計算公式熱容量表 9.4 一些準靜態(tài)過程中 W、Q、E 的正負 過程 特征 V T A E Q 等體升壓 dV=0 0 + 0 + + 等壓膨脹 dp=0 + + + + + 等溫膨脹 dT=0 + 0

14、+ 0 + 絕熱膨脹 dQ=0 + - + - 0 熱力學過程中吸放熱的判斷熱力學過程中吸放熱的判斷pppVVV循環(huán)過程：循環(huán)過程： 系統(tǒng)經(jīng)歷了系統(tǒng)經(jīng)歷了一系列狀態(tài)變一系列狀態(tài)變化過程以后，化過程以后，又回到原來狀又回到原來狀態(tài)的過程。態(tài)的過程。 (一一)熱機熱機 （1）1765年，瓦特制成了蒸汽機（英國人薩維利年，瓦特制成了蒸汽機（英國人薩維利1698年、紐可門年、紐可門1705年各自獨立發(fā)明）。年各自獨立發(fā)明）。 （2）熱機）熱機利用熱來做功的機器（內(nèi)燃機、氣利用熱來做功的機器（內(nèi)燃機、氣輪機）。輪機）。 （3）工質(zhì)）工質(zhì)被利用來吸收熱量并對外做功的物被利用來吸收熱量并對外做功的物質(zhì)。質(zhì)。

15、（4）蒸汽機工作原理）蒸汽機工作原理高溫高壓蒸汽高溫高壓蒸汽（高溫熱源）（高溫熱源）1T低溫熱源低溫熱源2T推動活塞推動活塞做功做功CBAFED水水泵泵水水池池鍋鍋爐爐汽汽缸缸冷卻器冷卻器泵泵能量轉換：能量轉換：工作物質(zhì)工作物質(zhì)吸熱吸熱1Q做功做功W放熱放熱2Q1T2T一系列過程一系列過程回到初態(tài)回到初態(tài)(二二)循環(huán)過程的特征循環(huán)過程的特征準靜態(tài)循環(huán)過程可在準靜態(tài)循環(huán)過程可在 P V 圖上表示：圖上表示：在任何一個循在任何一個循環(huán)過程中，系統(tǒng)所做的凈功在數(shù)值上等于環(huán)過程中，系統(tǒng)所做的凈功在數(shù)值上等于p p V V 圖上圖上循環(huán)曲線所包圍的面積。循環(huán)曲線所包圍的面積。(三三)正（熱）循環(huán)正（熱）

16、循環(huán)順時針：系統(tǒng)對外作凈功順時針：系統(tǒng)對外作凈功逆（冷）循環(huán)逆（冷）循環(huán)逆時針：外界對系統(tǒng)作凈功逆時針：外界對系統(tǒng)作凈功循環(huán)特征：循環(huán)特征：經(jīng)歷一個循環(huán)過程后，內(nèi)能不變。經(jīng)歷一個循環(huán)過程后，內(nèi)能不變。pVbaIIIpbVbpaVa(四四)效率效率 （1）熱機：）熱機：從高溫熱源吸熱為從高溫熱源吸熱為 ，對外作凈功為，對外作凈功為 W，向低溫熱源放熱的絕對值為，向低溫熱源放熱的絕對值為 ，工質(zhì)經(jīng)一個循環(huán)，工質(zhì)經(jīng)一個循環(huán)回到初態(tài)?；氐匠鯌B(tài)。1Q2Q循環(huán)過程的特點：循環(huán)過程的特點：0E由熱力學第一定律得：由熱力學第一定律得：WQQ21 定義效率：定義效率：在一次循環(huán)過程中，在一次循環(huán)過程中，工作物質(zhì)

17、對外作的工作物質(zhì)對外作的凈功凈功與它從高與它從高溫熱源吸收的溫熱源吸收的熱量熱量之比之比1212111QQQQQQW （2）致冷機：）致冷機：外界對工作物質(zhì)作功為外界對工作物質(zhì)作功為 W，工作，工作物質(zhì)從低溫熱源吸收熱量物質(zhì)從低溫熱源吸收熱量 ，向高溫熱源放出熱量，向高溫熱源放出熱量的絕對值為的絕對值為 。2Q1Q21QQW定義致冷系數(shù)：定義致冷系數(shù)：2122QQQWQ高溫高壓氣體高溫高壓氣體常溫高壓液體常溫高壓液體低低溫低壓氣體溫低壓氣體低溫低壓液體低溫低壓液體致冷機工作原理致冷機工作原理 1824年，法國青年科學家年，法國青年科學家卡諾卡諾（1796 -1832）提出一種提出一種理想熱機，

18、工作物質(zhì)只與兩個理想熱機，工作物質(zhì)只與兩個恒定熱源（一個高溫熱源，一恒定熱源（一個高溫熱源，一個低溫熱源）交換熱量個低溫熱源）交換熱量即沒有即沒有散熱、漏氣等因素存在，這種散熱、漏氣等因素存在，這種熱機稱為熱機稱為卡諾熱機卡諾熱機， 整個循整個循環(huán)過程是由兩個絕熱過程和兩環(huán)過程是由兩個絕熱過程和兩個等溫過程構成，這樣的循環(huán)個等溫過程構成，這樣的循環(huán)過程稱為過程稱為卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)。卡諾循環(huán)卡諾循環(huán) 理想氣體準靜態(tài)理想氣體準靜態(tài)卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)由兩個由兩個等溫等溫過程和兩個過程和兩個絕熱絕熱過程組成。過程組成。AB過程：過程：AB11lnVVRTMmQ CD過程：過程：DC22lnVVRTMmQ

19、 BC和和DA過程：過程：0QVCVAVDABCVBVDT1T2pQ1Q21211QQQWAB1DC2lnln1VVTVVTVCVAVDABCVBVDT1T2p1211CBVTVT1D21A1VTVTDCABVVVV由絕熱方程：由絕熱方程：得得所以所以121TT（1）提高效率的途徑：）提高效率的途徑：不經(jīng)濟或21%)30%15(TT（2）適用范圍：）適用范圍：121QQ普遍適用普遍適用121TT只適用于卡諾循環(huán)只適用于卡諾循環(huán)（二）卡諾致冷機（二）卡諾致冷機致冷系數(shù)致冷系數(shù)2122122TTTQQQWQ致冷溫度大氣溫度21TT冰箱外冰箱外冷凍室冷凍室高溫熱庫高溫熱庫T1低溫熱庫低溫熱庫T2AQ

20、1Q2工質(zhì)工質(zhì)對工質(zhì)做一份功可從低溫熱源提取多少份熱量。對工質(zhì)做一份功可從低溫熱源提取多少份熱量。實際最高效率：實際最高效率：%36按卡諾循環(huán)計算：按卡諾循環(huán)計算：%5 .64580273302731 C 冷凝塔冷凝塔鍋爐鍋爐發(fā)電機發(fā)電機非卡諾循環(huán)、耗散非卡諾循環(huán)、耗散（摩擦等摩擦等）原因原因：例：熱電廠例：熱電廠C CC C , , 3058021TT 例一例一 如圖所示是一定量的理想氣體經(jīng)歷的循環(huán)如圖所示是一定量的理想氣體經(jīng)歷的循環(huán)過程，其中過程，其中 AB、CD 是等壓過程，是等壓過程，BC、DA 為絕熱為絕熱過程，已知過程，已知 B 點和點和 C 點的狀態(tài)溫度為點的狀態(tài)溫度為TB 和和

21、TC ，求，求此循環(huán)的效率此循環(huán)的效率。121QQ解：解：熱機效率為熱機效率為 ABpTTCQBAm,1:1吸熱 0:2QCBABCDOpV1p2p 放熱DCpTTCQDCm,2:3 0:4QADABDCTTTTQQ1112所以所以由等壓線得由等壓線得 1,CDCDBABATTVVTTVVABCDOpV1p2p由絕熱線得由絕熱線得 2,1111CCBBDDAAVTVTVTVT由（由（1）、（）、（2）得）得BACDTTTT即即CBADTTTT所以所以BCABDCTTTTTT11ABCDOpV1p2p 例二例二 1mol 單原子理想氣體，從狀態(tài)單原子理想氣體，從狀態(tài) a 開始，開始，經(jīng)歷一個由兩

22、個等容過程和兩個等壓過程組成的循經(jīng)歷一個由兩個等容過程和兩個等壓過程組成的循環(huán)。因效率隨膨脹后終態(tài)體積環(huán)。因效率隨膨脹后終態(tài)體積 而變，求最大效率而變，求最大效率的極限值。的極限值。fV 解：解：經(jīng)過一個循環(huán)后經(jīng)過一個循環(huán)后系統(tǒng)對外作凈功為系統(tǒng)對外作凈功為1112ffVVW由圖：由圖：bc、cd 為放熱過程；為放熱過程；da、ab 為吸熱過程。為吸熱過程。VfVOpabcd112等壓吸熱過程:ba 1512525 m,1ffaababpVVpTTRTTCQ等容吸熱過程:ad 5 . 12323m,2adadadaVVppTTRTTCQVfVOpabcd112所以所以5 . 3515 . 115

23、121ffffVVVVQQWQW吸%20515 . 351limlimffVVVf例三例三 計算奧托機的循環(huán)效率。計算奧托機的循環(huán)效率。c d, , e b為等容為等容過程；過程； b c，d e為絕熱過程。為絕熱過程。解：解：)(cd,1TTCMmQmV)(be,2TTCMmQmV吸熱吸熱放熱放熱cdbe1211TTTTQQVoVpVacdeb10d1eVTVT10c1bVTVT10cd1be)()(VTTVTT10cdbeVVTTTT1011VV111rVoVpVacdeb四沖程內(nèi)燃機四沖程內(nèi)燃機 例四例四 在高溫熱源為在高溫熱源為127 C和低溫熱源為和低溫熱源為27 C之間之間工作的卡

24、諾熱機，對外作凈功工作的卡諾熱機，對外作凈功8000J，若維持低溫熱源，若維持低溫熱源溫度不變，提高高溫熱源溫度，使其對外作凈功溫度不變，提高高溫熱源溫度，使其對外作凈功10000J，若這兩次循環(huán)熱機都工作在相同的兩條絕熱，若這兩次循環(huán)熱機都工作在相同的兩條絕熱線之間，試求（線之間，試求（1）后一個卡諾循環(huán)的效率。（）后一個卡諾循環(huán)的效率。（2）后）后一個卡諾循環(huán)的高溫熱源溫度。一個卡諾循環(huán)的高溫熱源溫度。解：解：第一個卡諾循環(huán)第一個卡諾循環(huán)凈放吸WQQ1TKT4001KT3002凈W1211TTTQWW放凈凈2731272712780008000放Q（1）因工作在兩相同絕熱線間，因工作在兩相

25、同絕熱線間，T2不變，故不變，故Q放放相同相同1123001000010000TTQ放（2）由（由（1）求出）求出Q放放代入代入 2可得：可得：14.292%KT4251又又1130014.29TT%1TKT4001KT3002凈W熱力學第一定律熱力學第一定律 一切熱力學過程都應滿足能量守恒。一切熱力學過程都應滿足能量守恒。 熱力學第二定律熱力學第二定律反映過程方向性的基本規(guī)律。反映過程方向性的基本規(guī)律。 自然界一切與熱現(xiàn)象有關的過程都具有方向性。自然界一切與熱現(xiàn)象有關的過程都具有方向性。 時間箭頭時間箭頭 （一）熱傳導現(xiàn)象（一）熱傳導現(xiàn)象 熱量熱量自動地自動地從低溫物體從低溫物體傳遞給高溫物

26、體的過程是不可能發(fā)生的。傳遞給高溫物體的過程是不可能發(fā)生的。低溫物體低溫物體高溫物體高溫物體熱量熱量（二）功變熱（二）功變熱例：飛輪例：飛輪功功熱熱功功熱熱 靜止的飛輪由于軸承變冷而使飛輪重新轉動靜止的飛輪由于軸承變冷而使飛輪重新轉動起來的現(xiàn)象是不可能發(fā)生的。起來的現(xiàn)象是不可能發(fā)生的。（三）自由膨脹（三）自由膨脹 氣體決不會氣體決不會自動收縮自動收縮回容器的左邊，而另一邊回容器的左邊，而另一邊變?yōu)檎婵?。變?yōu)檎婵铡＃ㄋ模U散（四）擴散 均勻混合的兩種氣體又均勻混合的兩種氣體又自動分離自動分離的過程是絕對不的過程是絕對不會發(fā)生的。會發(fā)生的。（五）結論：（五）結論： 自然界許多過程能自動發(fā)生，滿足熱

27、力學第一定自然界許多過程能自動發(fā)生，滿足熱力學第一定律；自然界許多過程不能自動發(fā)生，不違背熱力學律；自然界許多過程不能自動發(fā)生，不違背熱力學第一定律。第一定律。觀察不到觀察不到 自然界實際上自發(fā)發(fā)生的過程（自然過程）都具自然界實際上自發(fā)發(fā)生的過程（自然過程）都具有有方向性方向性。熱力學第二定律熱力學第二定律判斷過程進行的方向（哪些能自發(fā)進行，哪些不能）判斷過程進行的方向（哪些能自發(fā)進行，哪些不能）（一）開爾文表述：（一）開爾文表述：1211QQQW%10002，Q 不可能制成一種不可能制成一種循環(huán)循環(huán)動作的熱機，只從動作的熱機，只從單一單一熱源熱源吸取熱量使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生任何其他吸取

28、熱量使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生任何其他影影響響。（不使外界發(fā)生任何變化）（不使外界發(fā)生任何變化）第二類永動機是不可能制成的。第二類永動機是不可能制成的。（二）克勞修斯表述：（二）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不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他任何其他任何變化變化，即熱量不能，即熱量不能自動地自動地從低溫物體傳到從低溫物體傳到高溫物體去。高溫物體去。（三）兩種表述的等效性（三）兩種表述的等效性開爾文表述開爾文表述成立成立克勞修斯表述克勞修斯表述成立成立證明熱力學第二定律兩種表述的一致性：證明熱力學第二定律兩種表述的一致性：高高 溫溫 熱熱 源源 T1低低

29、溫溫 熱熱 源源 T2QQ = WWQ2Q + Q2Q2Q2如果開爾文表述不成立，則克勞修斯表述也不成立。如果開爾文表述不成立，則克勞修斯表述也不成立。高高 溫溫 熱熱 源源 T1低低 溫溫 熱熱 源源 T2WQ2Q1= QQQ如果克勞修斯表述不成立，則開爾文表述也不成立。如果克勞修斯表述不成立，則開爾文表述也不成立。Q - Q2W舉例：熱傳遞、熱功轉換不能逆轉舉例：熱傳遞、熱功轉換不能逆轉（一）可逆和不可逆過程（一）可逆和不可逆過程 在系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中，如果逆過在系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中，如果逆過程能程能重復重復正過程的每一狀態(tài)，而且不正過程的每一狀態(tài)，而且不引起其他變化，這樣的過程稱為引起其他

30、變化，這樣的過程稱為可逆可逆過程過程；反之，在不引起其他變化的條；反之，在不引起其他變化的條件下，不能使逆過程重復正過程的每件下，不能使逆過程重復正過程的每一狀態(tài)，或者雖然重復但必然會引起一狀態(tài)，或者雖然重復但必然會引起其他變化，這樣的過程稱為其他變化，這樣的過程稱為不可逆過不可逆過程程。（二）熱力學第二定律與可逆和不可逆過程（二）熱力學第二定律與可逆和不可逆過程 開爾文表述：開爾文表述：功熱轉換過程是不可逆過程。功熱轉換過程是不可逆過程。 克勞修斯表述：克勞修斯表述：熱傳導過程是不可逆過程。熱傳導過程是不可逆過程。（三）等效性（三）等效性熱力學兩種表述的等效性熱力學兩種表述的等效性功變熱過程

31、的不可逆性功變熱過程的不可逆性熱傳導過程的不可逆性熱傳導過程的不可逆性自然界一切過程的不可逆性都是相互關連的自然界一切過程的不可逆性都是相互關連的（四）熱力學第二定律的實質(zhì)（四）熱力學第二定律的實質(zhì) 一切與熱現(xiàn)象有關的實際宏觀過程都是一切與熱現(xiàn)象有關的實際宏觀過程都是不可逆不可逆的。的。指出了實際宏觀過程進行的指出了實際宏觀過程進行的單向性和條件單向性和條件。（五）可逆過程（五）可逆過程無摩擦的準靜態(tài)過程是可逆過程無摩擦的準靜態(tài)過程是可逆過程條件：條件： （1）過程進行得無限緩慢，系統(tǒng)在狀態(tài)變化過程過程進行得無限緩慢，系統(tǒng)在狀態(tài)變化過程中，總是處于一系列平衡狀態(tài)；中，總是處于一系列平衡狀態(tài)；

32、（2）無摩擦力、粘滯力等耗散力作功。無摩擦力、粘滯力等耗散力作功。 例：例：氣體推動活塞作功氣體推動活塞作功熱力學第二定律的統(tǒng)計意義：熱力學第二定律的統(tǒng)計意義： 開爾文和克勞修斯在客觀觀察和實驗的基礎上，指開爾文和克勞修斯在客觀觀察和實驗的基礎上，指出熱功轉換和熱量傳遞的不可逆性。出熱功轉換和熱量傳遞的不可逆性。 功轉換熱是宏觀物體由有規(guī)則的定向運動轉換為功轉換熱是宏觀物體由有規(guī)則的定向運動轉換為分子無規(guī)則熱運動的過程。反之，熱轉換為功是分分子無規(guī)則熱運動的過程。反之，熱轉換為功是分子無規(guī)則熱運動轉換為宏觀物體有規(guī)則運動的過程。子無規(guī)則熱運動轉換為宏觀物體有規(guī)則運動的過程。 熱量傳遞是由平均平動動能大的高溫物體傳向平熱量傳遞是由平均平動動能大的高溫物體傳向平均平動動能小的物體的概率要比反向傳遞的概率要均平動動能小的物體的概率要比反向傳遞的概率要大。大。一切自然界的過程都是從有序向無序的方向進行。一切自然界的過程都是從有序向無序的方向進行。 左左4，右，右0，狀態(tài)數(shù)，狀態(tài)數(shù)1； 左左3，右，右1，狀態(tài)數(shù)，狀態(tài)數(shù)4 左左2，右，右2 狀態(tài)數(shù)狀態(tài)數(shù)6左左0，右，右4，狀態(tài)數(shù)，狀態(tài)數(shù)1； 左左1，右，右3，狀態(tài)數(shù)，狀態(tài)數(shù)4