大學(xué)物理熱力學(xué)第定律課件

1、熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律thermodynamicssecond law of本章內(nèi)容本章內(nèi)容Contentschapter 5熱力學(xué)第二定律second law of thermodynamics 卡諾定理引言引言違背熱力學(xué)第一定律的過(guò)程都不可能發(fā)生。不違背熱力學(xué)第一定律的過(guò)程不一定都可以發(fā)生。自然過(guò)程是按一定方向進(jìn)行的。高溫物體低溫物體Q高溫物體低溫物體Q會(huì)自動(dòng)發(fā)生不會(huì)自動(dòng)發(fā)生熱力學(xué)第二定律6ssss續(xù)上熱力學(xué)第二定律引言違背熱力學(xué)第一定律的過(guò)程都不可能發(fā)生。不違背熱力學(xué)第一定律的過(guò)程不一定都可以發(fā)生。自然過(guò)程是按一定方向進(jìn)行的。高溫物體低溫物體Q高溫物體低溫物體Q會(huì)自動(dòng)

2、發(fā)生不會(huì)自動(dòng)發(fā)生氣體自由膨脹會(huì)自動(dòng)發(fā)生氣體自動(dòng)收縮不會(huì)自動(dòng)發(fā)生熱力學(xué)第二定律6ssss續(xù)上熱力學(xué)第二定律引言違背熱力學(xué)第一定律的過(guò)程都不可能發(fā)生。不違背熱力學(xué)第一定律的過(guò)程不一定都可以發(fā)生。自然的宏觀過(guò)程是按一定方向進(jìn)行的。功轉(zhuǎn)變成熱量會(huì)自動(dòng)發(fā)生熱量自行轉(zhuǎn)變成功不會(huì)自動(dòng)發(fā)生熱量不可能自動(dòng)地由低溫物體傳向高溫物體。氣體的體積不可能自動(dòng)地等溫縮小。熱量不可能在不引起其它變化的條件下而全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Α?各種實(shí)際過(guò)程進(jìn)行方向的規(guī)律性將用熱力學(xué)第二定律來(lái)表述。熱力學(xué)第二定律6ssss可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程 一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)由某一初態(tài)出發(fā)，經(jīng)過(guò)某一過(guò)程到達(dá)末態(tài)后，如果還存在另一過(guò)程，它能使系統(tǒng)和外界完全復(fù)原（即

3、系統(tǒng)回到初態(tài)，又同時(shí)消除了原過(guò)程對(duì)外界引起的一切影響），則 原過(guò)程稱為可逆過(guò)程。(如:無(wú)摩擦的單擺) 由于摩擦等耗散因素的實(shí)際存在，不可能使系統(tǒng)和外界完全復(fù)原。因此有關(guān)熱現(xiàn)象的實(shí)際宏觀過(guò)程和非準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程都是不可逆過(guò)程。要使過(guò)程可逆：過(guò)程要無(wú)限緩慢進(jìn)行，即：準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程；沒(méi)有摩擦力、粘滯力或其他耗散力作功 一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)由某一初態(tài)出發(fā)，經(jīng)過(guò)某一過(guò)程到達(dá)末態(tài)后，如果不存在另一過(guò)程，它能使系統(tǒng)和外界完全復(fù)原，則原過(guò)程稱為不可逆過(guò)程。 (如:有摩擦的單擺)可逆過(guò)程只是一種理想模型。無(wú)耗散的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程可視為可逆過(guò)程。(P111)小議鏈接1（1）可逆過(guò)程一定是準(zhǔn)靜過(guò)程；（2）準(zhǔn)靜過(guò)程一定是可逆過(guò)程；（3）不

4、可逆過(guò)程一定找不到另一個(gè)過(guò)程使系統(tǒng)和外界完全復(fù)原；（4）非準(zhǔn)靜過(guò)程一定是不可逆過(guò)程。結(jié)束選擇請(qǐng)?jiān)诜庞碃顟B(tài)下點(diǎn)擊你認(rèn)為是對(duì)的答案判斷下列說(shuō)法中哪一種是不正確的隨堂小議小議鏈接2（1）可逆過(guò)程一定是準(zhǔn)靜過(guò)程；（2）準(zhǔn)靜過(guò)程一定是可逆過(guò)程；（3）不可逆過(guò)程一定找不到另一個(gè)過(guò)程使系統(tǒng)和外界完全復(fù)原；（4）非準(zhǔn)靜過(guò)程一定是不可逆過(guò)程。結(jié)束選擇請(qǐng)?jiān)诜庞碃顟B(tài)下點(diǎn)擊你認(rèn)為是對(duì)的答案判斷下列說(shuō)法中哪一種是不正確的隨堂小議小議鏈接3（1）可逆過(guò)程一定是準(zhǔn)靜過(guò)程；（2）準(zhǔn)靜過(guò)程一定是可逆過(guò)程；（3）不可逆過(guò)程一定找不到另一個(gè)過(guò)程使系統(tǒng)和外界完全復(fù)原；（4）非準(zhǔn)靜過(guò)程一定是不可逆過(guò)程。結(jié)束選擇請(qǐng)?jiān)诜庞碃顟B(tài)下點(diǎn)擊你認(rèn)為

5、是對(duì)的答案判斷下列說(shuō)法中哪一種是不正確的隨堂小議（1）可逆過(guò)程一定是準(zhǔn)靜過(guò)程；（2）準(zhǔn)靜過(guò)程一定是可逆過(guò)程；（3）不可逆過(guò)程一定找不到另一個(gè)過(guò)程使系統(tǒng)和外界完全復(fù)原；（4）非準(zhǔn)靜過(guò)程一定是不可逆過(guò)程。結(jié)束選擇請(qǐng)?jiān)诜庞碃顟B(tài)下點(diǎn)擊你認(rèn)為是對(duì)的答案判斷下列說(shuō)法中哪一種是不正確的隨堂小議小議鏈接4定律的兩種表述熱力學(xué)第二定律的兩種表述克勞修斯表述： 不可能將熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化（即熱量不會(huì)自動(dòng)地從低溫物體傳到高溫物體）。開(kāi)爾文表述： 不可能從單一熱源吸取熱量并使它完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓?。外界需?duì)系統(tǒng)作功，就屬“其它變化”。此表述說(shuō)明熱傳導(dǎo)過(guò)程的不可逆性。等溫膨脹時(shí)系統(tǒng)體

6、積增大亦屬“其它變化”。此述說(shuō)明功變熱過(guò)程的不可逆性。2Q1Q1QhW1Q100%h企圖制造單一熱源且的熱機(jī)稱為第二類永動(dòng)機(jī)。開(kāi)爾文另一表述為：第二類永動(dòng)機(jī)是不可能造成的。并不違背熱力學(xué)第一定律，但違背熱力學(xué)第二定律。表述的等價(jià)性熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等價(jià)的舉一個(gè)反證例子： 假如熱量可以自動(dòng)地從低溫?zé)嵩磦飨蚋邷責(zé)嵩?，就有可能從單一熱源吸取熱量使之全部變?yōu)橛杏霉Χ灰鹌渌兓?。W1T高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩?T假想的自動(dòng)傳熱裝置卡諾熱機(jī)Q12Q2Q等價(jià)于1T高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩?TQ12QQ1WQ1（但實(shí)際上是不可能的）非自發(fā)傳熱自發(fā)傳熱高溫物體低溫物體 熱傳導(dǎo) 熱功轉(zhuǎn)換完全功不完全熱 自然界一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都是不可逆的 . 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)無(wú)序有序自發(fā)非均勻、非平衡均勻、平衡自發(fā)可用第二定律證明之，略。 卡諾循環(huán)是一個(gè)理想的準(zhǔn)靜態(tài)循環(huán)，是可逆循環(huán)。它由兩條等溫線和兩條絕熱線組成的循環(huán)。卡諾在研究熱機(jī)循環(huán)效率時(shí)，提出了卡諾定理。三、卡諾定理內(nèi)容：（2）在