第7章 熱力學(xué)(改編11.5.3)

1

第7章熱力學(xué)基礎(chǔ)7.1內(nèi)能功和熱量準(zhǔn)靜態(tài)過程7.2熱力學(xué)第一定律7.3氣體的摩爾熱容量7.4絕熱過程7.5循環(huán)過程卡諾循環(huán)7.6熱力學(xué)第二定律27.1內(nèi)能功和熱量準(zhǔn)靜態(tài)過程一、內(nèi)能功和熱量內(nèi)能

（1）理想氣體內(nèi)能

（2）內(nèi)能增量

理想氣體內(nèi)能僅是溫度T的函數(shù)。一個(gè)狀態(tài)（T）

對(duì)應(yīng)一個(gè)內(nèi)能。PVo1(P1,V1,T1)2(P2,V2,T2)

系統(tǒng)由狀態(tài)1（T1）→2（T2），內(nèi)能的改變只與系統(tǒng)初、末狀態(tài)（T）有關(guān)，與P、V無關(guān)，與具體過程無關(guān)。3改變系統(tǒng)內(nèi)能的兩種方式：（1）外界對(duì)系統(tǒng)作功；（2）向系統(tǒng)傳遞熱量。作功A——外界通過宏觀的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)來完成的把外界有規(guī)則的機(jī)械運(yùn)動(dòng)能量系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)能量傳遞熱量Q——通過分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)來完成的（焦耳“J”）把系統(tǒng)外物體的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)能量系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)能量熱功當(dāng)量：

1cal=4.18J(卡“cal”)非靜態(tài)過程：過程變化的許多中間狀態(tài)都不是平衡態(tài)。實(shí)際過程進(jìn)行得非常緩慢，可近似認(rèn)為是準(zhǔn)靜態(tài)過程。1.準(zhǔn)靜態(tài)過程：過程變化的每一瞬間，系統(tǒng)都近似平衡態(tài)。準(zhǔn)靜態(tài)過程是一個(gè)理想模型二、準(zhǔn)靜態(tài)過程PT

ba例：密閉容器氣體——快速膨脹例：密閉容器氣體——無限緩慢絕熱自由膨脹(P2V2

T2)VPoP-V圖(P1V1

T1)一個(gè)點(diǎn)——平衡態(tài)一條連續(xù)曲線——準(zhǔn)靜態(tài)過程曲線方程——過程方程曲線上箭頭方向——過程進(jìn)行方向P-V圖上等壓線、等體線、等溫線。2.準(zhǔn)靜態(tài)過程系統(tǒng)狀態(tài)圖等體線等壓線等溫線V1V2P功的正負(fù)規(guī)定三、

準(zhǔn)靜態(tài)過程的功1.體積功的計(jì)算系統(tǒng)體積膨脹——系統(tǒng)對(duì)外界做功為正A>0，A或dA系統(tǒng)體積被壓縮——系統(tǒng)對(duì)外界做功為負(fù)A<0，-A或-dAdluSPV1V22.功的圖示（P-V圖）系統(tǒng)體積膨脹dV，系統(tǒng)對(duì)外做功系統(tǒng)體積由V1V2，A過程曲線以下所圍的面積系統(tǒng)對(duì)外界做功dVPdA是曲線下細(xì)長條面積Ⅰ(P1,V1,T1)Ⅱ(P2,V2,T2)PVOⅠ(P1,V1,T1)Ⅱ(P2,V2,T2)PVOa討論：系統(tǒng)從Ⅰ→Ⅱ，經(jīng)歷兩個(gè)不同過程（1）系統(tǒng)從Ⅰ→a→Ⅱ，系統(tǒng)體積膨脹，對(duì)外作正功A1。（2）系統(tǒng)從Ⅱ→b→Ⅰ，系統(tǒng)體積被壓縮，對(duì)外作負(fù)功A2曲線a下所圍面積S1,有A1=S18V1V2b

A1≠A2曲線a下所圍面積S2,有A2=-S2

功是過程量整個(gè)循環(huán)過程系統(tǒng)對(duì)外作的總功9補(bǔ)充例題1計(jì)算在等壓P下，氣體準(zhǔn)靜態(tài)由體積V1被壓縮到V2，系統(tǒng)對(duì)外界所做的功。解法一：體積功的定義法(P1,V1,T1)(P2,V2,T2)PVOV1V2P系統(tǒng)對(duì)外作負(fù)功。解法二：功的圖解法系統(tǒng)被壓縮，系統(tǒng)對(duì)外作負(fù)功。10V1V2P1Ⅰ(P1,V1,T1)Ⅱ(P2,V2,T2)PVOP2補(bǔ)充例題2：

ν

mol理想氣體，由狀態(tài)Ⅰ(P1,V1,T1)等溫變成狀態(tài)Ⅱ(P2,V2,T2)，求該變化過程中系統(tǒng)對(duì)外做的功。解：等溫變化等溫過程：上式還可以表示為：11補(bǔ)充例題3：

如圖所示，已知圖中畫不同斜線的兩部分的面積分別為S1和S2。（1）如果氣體的膨脹過程為a→1→b，則氣體對(duì)外做功多少？（2）如果氣體進(jìn)行a→2→b→1→a的循環(huán)過程，則它對(duì)外做功又為多少？解：（1）a→1→b：（2）循環(huán)過程分段：氣體對(duì)外做功a→2→b→1→a循環(huán)過程：氣體對(duì)外做總功－S1

a→2→

b：b→1→a：氣體膨脹，氣體對(duì)外做正功為

S1+S2氣體膨脹做正功

S2氣體壓縮做負(fù)功－（S1+S2)127.2熱力學(xué)第一定律系統(tǒng)從外界吸收熱量為Q意義：系統(tǒng)吸收的熱量Q，一部分轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的內(nèi)能ΔE；另一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)對(duì)外所做的功A。一、熱力學(xué)第一定律QAPΔE熱力學(xué)第一定律系統(tǒng)對(duì)外做功為A系統(tǒng)內(nèi)能增量為ΔE132.符號(hào)規(guī)定

1.熱力學(xué)第一定律是包括熱現(xiàn)象在內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。3.系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)微元過程：說明：4.第一類永動(dòng)機(jī)：不需要輸入能量，可對(duì)外作功的機(jī)器。熱力學(xué)第一定律：第一類永動(dòng)機(jī)永遠(yuǎn)制造不出來。+系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)放熱內(nèi)能增加內(nèi)能減少系統(tǒng)對(duì)外界做功外界對(duì)系統(tǒng)做功14補(bǔ)充例題：一系統(tǒng)由如圖所示的a狀態(tài)沿acb到達(dá)b狀態(tài)，有334J熱量傳入系統(tǒng)，系統(tǒng)做功126J。（1）經(jīng)adb過程，系統(tǒng)做功42J

，問有多少熱量傳入系統(tǒng)?e（2）當(dāng)系統(tǒng)由b狀態(tài)沿曲線ba返回狀態(tài)a時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)做功為84J，試問系統(tǒng)是吸熱還是放熱？熱量傳遞了多少?15解：已知acb：e系統(tǒng)吸收熱量：（1）adb:已知系統(tǒng)體積膨脹，對(duì)外做功A2=42J系統(tǒng)體積膨脹，對(duì)外作功補(bǔ)充例題：一系統(tǒng)由如圖所示的a狀態(tài)沿acb到達(dá)b狀態(tài)，有334J熱量傳入系統(tǒng)，系統(tǒng)做功126J。（1）經(jīng)adb過程，系統(tǒng)做功42J

，問有多少熱量傳入系統(tǒng)?Q1=334J

A1=126JΔE

與過程無關(guān)16解：（2）bea：已知系統(tǒng)體積壓縮，對(duì)外做功e系統(tǒng)向外放出292J的熱量。b、a兩個(gè)狀態(tài)之間內(nèi)能增量（2）當(dāng)系統(tǒng)由b狀態(tài)沿曲線ba返回狀態(tài)a時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)做功為84J，試問系統(tǒng)是吸熱還是放熱？熱量傳遞了多少?ΔE=－208JA3=－84J17

補(bǔ)充例題：一定量的理想氣體，從A態(tài)出發(fā)，經(jīng)P-V圖中所示的過程到達(dá)B態(tài)，試求在這過程中，該氣體吸收的熱量。解：A→C→D→B：系統(tǒng)對(duì)外界做功

在A點(diǎn):

在B點(diǎn):

TA

TB

A→C→D→B：內(nèi)能功計(jì)算各等值過程的熱量、功和內(nèi)能的理論基礎(chǔ).（1）（理想氣體的共性）（2）解決過程中能量轉(zhuǎn)換的問題

二、熱力學(xué)第一定律在理想氣體等值過程中的應(yīng)用（3）（理想氣體的狀態(tài)函數(shù)）

（4）各等值過程的特性.191.等體過程Ⅰ狀態(tài)→Ⅱ狀態(tài)有限過程：意義：在等體過程中，系統(tǒng)從外界吸收的熱量全部用來增加系統(tǒng)的內(nèi)能了，系統(tǒng)對(duì)外不做功。特征：QVPV=恒量A202.等壓過程Ⅰ狀態(tài)→Ⅱ狀態(tài)意義：等壓過程中，系統(tǒng)吸收的熱量，一部分增量系統(tǒng)內(nèi)能，另一部分對(duì)外作功了。特征：QPAPP=恒量有限過程：ⅠⅡPVOV2V1PT1T221等壓微元過程：dV、dT等壓過程223.等溫過程Ⅰ狀態(tài)→Ⅱ狀態(tài)特征：意義：等溫過程中，系統(tǒng)吸收的熱量全部用來對(duì)外做功，系統(tǒng)內(nèi)能保持不變。QTAPT=恒量V1V2V1V2P1ⅠⅡPVOP2T有限過程：23※三種過程中氣體做的功等體過程等壓過程等溫過程ⅠⅡPVOV2V1PT1T2V1V2P1ⅠⅡPVOP2T24※三種過程中氣體內(nèi)能的增量對(duì)于任意的準(zhǔn)靜態(tài)過程均有ⅠⅡPVOV2V1PT1T2V1V2P1ⅠⅡPVOP2T25※三種過程中氣體吸收的熱量等體過程等壓過程等溫過程ⅠⅡPVOV2V1PT1T2V1V2P1ⅠⅡPVOP2T267.3氣體的摩爾熱容量一、熱容量與摩爾熱容量系統(tǒng)在某一無限小過程中吸收熱量dQ與溫度變化dT的比值稱為系統(tǒng)在該過程的熱容量，“C”。

單位：焦/開“J/K”

熱容量與比熱容的關(guān)系為：

C=McM為物質(zhì)的質(zhì)量。1.熱容量意義：在該過程中，溫度升高1K時(shí)系統(tǒng)所吸收的熱量。比熱容c：單位質(zhì)量的熱容量，單位：“J/kg.K

272.摩爾熱容量：

熱容量C與摩爾熱容量關(guān)系Cm：一摩爾（1mol）物質(zhì)的熱容量，“Cm”。單位：J/mol·K。

dQ為過程量C也為過程量注意：dA為過程量28二、理想氣體的摩爾熱容量1.定體摩爾熱容量Cv定義：1mol理想氣體，在等體過程中吸收熱量dQV

與溫度變化dT

之比理想氣體等體過程中：理想氣體定體摩爾熱容量：29理想氣體內(nèi)能：

定體摩爾熱容量：1mol理想氣體，溫度變化dT，內(nèi)能改變：注意：dE與過程無關(guān)。302.定壓摩爾熱容量Cp定義：1mol理想氣體，在等壓過程中吸收熱量dQP與溫度變化dT

之比。理想氣體等壓過程中：1mol理想氣體內(nèi)能改變：1mol理想氣體等壓過程中：邁耶公式代入Cp

定義式中，得：31意義：1mol理想氣體在等壓過程中，溫度升高1K時(shí)，比在等體過程中多吸收8.31J的熱量，用來轉(zhuǎn)換為體積膨脹時(shí)對(duì)外作的功。物理意義：溫度升高dT，內(nèi)能改變dE；等體過程體積不變對(duì)外做功dA=0；dQV=dE

溫度升高dT，內(nèi)能改變dE；等壓過程體積膨脹對(duì)外做功dA

≠

0；dQP=dE+dA32對(duì)理想氣體剛性分子定體摩爾熱容量定壓摩爾熱容量3.比熱容比（絕熱系數(shù)）定義：337.4絕熱過程一、絕熱過程意義：絕熱過程中系統(tǒng)對(duì)外做功全部是以消耗系統(tǒng)內(nèi)能為代價(jià)的絕熱過程：不與外界作熱交換的條件下，系統(tǒng)狀態(tài)的變化過程。Q=0AP⊿EV1V2T1T2ⅠⅡPVO絕熱過程特征：或任意微小過程中1.絕熱過程的熱力學(xué)第一定律Ⅰ狀態(tài)→Ⅱ狀態(tài)：微元過程：Q=0342.絕熱方程絕熱方程：理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)的絕熱過程，P、T、V三個(gè)量中

任意兩個(gè)量之間的相互關(guān)系。──又稱泊松公式說明：（1）γ

是理想氣體比熱容比（2）C1、C2、C3均不相同，與氣體初始狀態(tài)有關(guān)，T1T2ⅠⅡPVO絕熱過程

實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)需要選用比較方便的一個(gè)使用。35理想氣體絕熱方程理想氣體過程方程理想氣體狀態(tài)方程——等溫過程——等體過程——等壓過程比較：圖中A點(diǎn)是同一氣體的絕熱線和等溫線的相交點(diǎn)。36絕熱線：根據(jù)關(guān)系，在P-V

圖上作出的曲線。等溫過程方程絕熱過程方程證明：絕熱過程曲線比等溫曲線陡。3.絕熱線兩邊同時(shí)微分等溫線等溫線絕熱線等溫線在A點(diǎn)斜率絕熱線在A點(diǎn)斜率所以P-V圖上過同一點(diǎn)的絕熱曲線比等溫曲線陡！PAVA因?yàn)榈葴鼐€斜率絕熱線斜率VPoV1aP1P239

例7.1

1mol單原子理想氣體，由狀態(tài)a（P1，V1），先等體加熱至壓強(qiáng)增大1倍，再等壓加熱至體積增大1倍，最后再經(jīng)絕熱膨脹，使其溫度降至初始溫度，如圖所示。試求：(1)狀態(tài)d的體積Vd；(2)整個(gè)過程對(duì)外做的功；(3)整個(gè)過程吸收的熱量。38VdTa等溫線Tbb2P1Tc2V1cd絕熱線Td解：(1)求出c、d兩點(diǎn)溫度Tc、Td

關(guān)系，所以再對(duì)c、d

兩點(diǎn)用絕熱方程求Vd39VPoV1aP1Ta等溫線Tbb2P1Tc2V1cd絕熱線Td(2)整個(gè)過程對(duì)外做的功1mol單原子理想氣體整個(gè)abcd過程氣體對(duì)外做的總功為a→b等體過程c→d絕熱過程b→c等壓過程先求各分過程的功40(3)計(jì)算整個(gè)過程吸收的總熱量有兩種方法方法一：對(duì)abcd

整個(gè)過程應(yīng)用熱力

學(xué)第一定律方法二：VPoV1aP1Ta等溫線Tbb2P1Tc2V1cd絕熱線Tda→b

等體過程b→c

等壓過程c→d

絕熱過程因?yàn)?，所?1P240

例7.2某理想氣體的P-V關(guān)系如圖所示，由初態(tài)a經(jīng)準(zhǔn)靜態(tài)過程直線ab

變?yōu)榻K態(tài)b，已知該理想氣體的定體摩爾熱容量CV=3R，求該理想氣體在ab

過程中摩爾熱容量。解：該理想氣體在ab過程中的摩爾熱容量代入上式得理想氣體狀態(tài)方程ab過程方程abPVo

θ上式兩邊同時(shí)微分……①……②……③由②、③式得將③式代入微分式得427.5循環(huán)過程卡諾循環(huán)循環(huán)過程特點(diǎn)：工質(zhì)經(jīng)歷一個(gè)循環(huán)后內(nèi)能不變。(1)正循環(huán)：沿順時(shí)針方向進(jìn)行的循環(huán)；循環(huán)過程：系統(tǒng)經(jīng)過一系列狀態(tài)變化后，又回到原來

初始狀態(tài)的整個(gè)過程。循環(huán)狀態(tài)圖：P-V圖上形成一條封閉曲線。工作物質(zhì)：循環(huán)工作的物質(zhì)系統(tǒng)，簡稱工質(zhì)。(2)逆循環(huán):沿逆時(shí)針方向進(jìn)行的循環(huán)。E=0cd正循環(huán)cd逆循環(huán)A1(－A2)43cdA凈>0就等于循環(huán)曲線所圍的面積。一、熱機(jī)熱機(jī)效率a→b→c，（1）內(nèi)能增量：1正循環(huán)過程中的熱力學(xué)第一定律（2）功：c→d→a，abcda

整個(gè)循環(huán)過程，系統(tǒng)對(duì)外作的凈功A凈A凈

=A1－A2正循環(huán)：A凈>0

系統(tǒng)膨脹對(duì)外作功A1系統(tǒng)被壓縮對(duì)外作功(－A2)Q1VP正循環(huán)整個(gè)循環(huán)過程，系統(tǒng)從外界吸收的凈熱量Q凈

系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次諢崃縌1，Q2意義：系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次盏臒崃縌1，一部分對(duì)外作功A凈，另一部分Q2以傳熱方式放回外界，正循環(huán)是一種通過工質(zhì)不斷將熱量轉(zhuǎn)換為功的循環(huán)。（3）熱量系統(tǒng)向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2。AＴ1高溫?zé)嵩碩2

低溫?zé)嵩礋釞C(jī)Q1Q2熱力學(xué)第一定律：2.熱機(jī)熱機(jī)的效率（1）熱機(jī)：能完成正循環(huán)的裝置熱機(jī)工作目的：把從外界吸收的熱量不斷轉(zhuǎn)換為對(duì)外作功。AＴ1高溫?zé)嵩碩2

低溫?zé)嵩礋釞C(jī)Q1Q2（2）

熱機(jī)效率（效能的重要標(biāo)志）

定義：在一次循環(huán)過程中，熱機(jī)對(duì)外所做的功A

與從高溫?zé)嵩次諢崃縌1之比意義：熱機(jī)從高溫?zé)嵩粗形盏臒崃縌1

中有多少轉(zhuǎn)化為對(duì)外做的功A凈?；駻Ｔ1高溫?zé)嵩碩2

低溫?zé)嵩礋釞C(jī)Q1Q2能量守恒47熱機(jī)效率液流渦輪機(jī)48%蒸汽渦輪機(jī)46%內(nèi)燃機(jī)37%蒸汽機(jī)8%表7.3幾種熱機(jī)的效率adbcPV1V2Vo48奧托四沖程熱機(jī)：四沖程圖壓縮比：（3）奧托循環(huán)V1V2進(jìn)氣閥排氣閥進(jìn)氣閥吸氣：f→a

等壓膨脹，1.

a→b

絕熱壓縮，工質(zhì)處于高溫高壓狀態(tài)。2.

b→c

等容爆炸燃燒，工質(zhì)吸收熱量Q1。3.

c→d

絕熱膨脹,氣體對(duì)外作功。4.

d→a

等體放熱，排出廢氣帶走熱量Q2，回到初態(tài)a。奧托循環(huán)：由兩條絕熱線和兩條等容線構(gòu)成。49P243

例7.3內(nèi)燃機(jī)循環(huán)之一——奧托循環(huán)，如圖所示，試計(jì)算其熱機(jī)效率PVabcdV1V2Q2Q1解：b→c

等體升壓，吸熱Q1d→a

等體降壓，放熱Q2循環(huán)效率：a→b

絕熱壓縮c→d

絕熱膨脹50cdA凈<01.逆循環(huán)過程中的熱力學(xué)第一定律（2）功（1）內(nèi)能增量二、致冷系數(shù)（3）熱量VP逆循環(huán)51意義：系統(tǒng)從低溫?zé)嵩次盏臒崃縌2，同時(shí)外界對(duì)系統(tǒng)作功（－A凈），系統(tǒng)把這些能量以傳熱方式向外界高溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌1。熱力學(xué)第一定律：即（3）熱量系統(tǒng)從外界低溫?zé)嵩次鼰酫2系統(tǒng)從外界吸收的凈熱量Q1Q2Ｔ1高溫?zé)嵩碩2

低溫?zé)嵩碅致冷機(jī)VP逆循環(huán)向外界高溫?zé)嵩捶艧酫1522.致冷系數(shù)（1）

致冷機(jī)：能完成逆循環(huán)的裝置（2）致冷系數(shù)e

Ｔ1高溫?zé)嵩碩2

低溫?zé)嵩碅致冷機(jī)e定義：一次循環(huán)過程中，致冷機(jī)從低溫?zé)嵩次崃縌2，與外界對(duì)致冷機(jī)所做的功

之比。Q2——一次循環(huán)從外界低溫?zé)嵩次湛偀崃拷^對(duì)值Q1——一次循環(huán)向高溫?zé)嵩捶懦隹偀崃拷^對(duì)值意義：致冷機(jī)從低溫?zé)嵩次諢崃縌2，外界必須對(duì)工質(zhì)做功外界做的功越少，從低溫?zé)嵩次諢崃吭蕉?，致冷機(jī)性能越好。低溫低壓氣態(tài)制冷劑——高溫高壓放熱——液化（儲(chǔ)液器）進(jìn)一步壓縮——（節(jié)流閥）膨脹降溫放熱——液態(tài)制冷劑汽化19世紀(jì)上半葉，人們認(rèn)識(shí)到要使熱機(jī)有效工作，熱機(jī)必須最少在兩個(gè)溫度不同的熱源之間工作。問題：這樣的熱機(jī)能達(dá)到的最大效率是多少？1824年法國青年科學(xué)家卡諾，發(fā)表了他關(guān)于熱機(jī)效率的理論。他提出：在兩個(gè)溫度不同的熱源之間工作的熱機(jī)，如按他所設(shè)計(jì)的循環(huán)工作，熱機(jī)效率最大，并給出了最大效率。為提高熱機(jī)效率指明方向。二.卡諾循環(huán)POV（2）工質(zhì)從高溫?zé)嵩碩1吸熱Q1，（1）由兩個(gè)絕熱過程和兩個(gè)等溫過程構(gòu)成的循環(huán)；只有兩個(gè)恒溫?zé)嵩?。向低溫?zé)嵩碩2放熱Q2，卡諾循環(huán)特征：Ｔ1高溫?zé)嵩碩2

低溫?zé)嵩礋釞C(jī)A2314卡諾熱機(jī)：完成卡諾正循環(huán)的熱機(jī)POV12342→3絕熱膨脹:1→2等溫膨脹:3→4等溫壓縮:4→1絕熱壓縮:吸熱Q1，體積：溫度降低1.卡諾熱機(jī)效率得ΔT=0Q=0放熱Q2，體積：ΔT=0，Q=0，溫度升高:說明：卡諾循環(huán)對(duì)外作的凈功卡諾循環(huán)效率（1）要完成一次卡諾循環(huán)必須要有兩個(gè)溫度不同的恒溫源（冷源和熱源）多也不行，少也不行。（3）由于不能實(shí)現(xiàn)或，所以（4）可以證明，在相同高溫?zé)嵩碩1和低溫?zé)嵩碩2之間工作的一切熱機(jī)中，卡諾熱機(jī)的效率最高。（2）只與兩個(gè)熱源溫度T1、T2有關(guān)，T1越高，T2越低，越大。hhＴ1高溫?zé)嵩碩2

低溫?zé)嵩礋釞C(jī)A說明：e只與兩個(gè)熱源溫度T1、T2有關(guān)，T1越高，T2越低，e越小——意味著從溫度越低的冷源中吸取相同的熱量Q2，外界需要消耗更多的功A。一般條件下使用的制冷機(jī)，e大致在2—7之間。Ｔ1高溫?zé)嵩碩2

低溫?zé)嵩碅致冷機(jī)2.卡諾逆循環(huán)的致冷系數(shù)（卡諾致冷機(jī)）卡諾致冷機(jī)：卡諾循環(huán)逆向進(jìn)行59P246例7.4一卡諾致冷機(jī)從溫度為－10℃的冷庫中吸取熱量，釋放到溫度27℃的室外空氣中，若致冷機(jī)耗費(fèi)的功率是1.5kW，求(1)每分鐘從冷庫中吸收的熱量；(2)每分鐘向室外空氣中釋放的熱量.解(1)根據(jù)卡諾致冷系數(shù)有所以，從冷庫中吸收的熱量為(2)釋放到室外的熱量為Ｔ1=300KT2=263K熱機(jī)A60補(bǔ)充例題：一卡諾熱機(jī)（可逆的），低溫?zé)嵩吹臏囟葹?7o，熱機(jī)效率為40%，求：（1）高溫?zé)嵩礈囟龋↘）；（2）若將熱機(jī)效率提高到50%，保持低溫?zé)嵩礈囟炔蛔?，高溫?zé)嵩礈囟仍黾佣嗌貹？解（1）T2=273+27=300K（2）問題：滿足能量守恒的過程一定都能實(shí)現(xiàn)嗎？功熱轉(zhuǎn)換過程具有方向性。例：在無其它影響時(shí)，功可自動(dòng)的轉(zhuǎn)換為熱。m熱能自動(dòng)轉(zhuǎn)化為功嗎？熱一定律：一切熱力學(xué)過程都必須滿足能量守恒定律

一切實(shí)際的熱力學(xué)過程只能按一定方向進(jìn)行，反方向熱力學(xué)過程是不可能實(shí)現(xiàn)的，盡管反方向過程不違犯能量守恒定律。7.6熱力學(xué)第二定律1.開爾文表述問題：制造一個(gè)熱機(jī)可能嗎？第二類永動(dòng)機(jī):——失敗！強(qiáng)調(diào):循環(huán)過程；一個(gè)熱源而不引起其它變化。QP（熱機(jī)）不可能從單一熱源吸收熱量，使它完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，而不引起其它變化?；虻诙愑绖?dòng)機(jī)不可能造出（）熱全部轉(zhuǎn)化為功一.熱力學(xué)第二定律的兩種表述AT0Q1不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體，而不引起其變化．強(qiáng)調(diào)：不引起其變化。若有外界幫助，熱量可以從低溫物體傳向高溫物體?；颍簾崃坎豢赡茏詣?dòng)地從低溫物體傳向高溫物體2.克勞修斯表述AB可逆過程——設(shè)在某一過程P中，系統(tǒng)從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。如果能使系統(tǒng)進(jìn)行逆向變化，從狀態(tài)B回復(fù)到初狀態(tài)A，而且在回復(fù)到初態(tài)A時(shí)，周圍的一切也都各自恢復(fù)原狀，過程P就稱為可逆過程。不可逆過程——如果系統(tǒng)不能回復(fù)到原狀態(tài)A，或者雖能回復(fù)到初態(tài)A，但周圍一切不能恢復(fù)原狀，那么過程P稱為不可逆過程。二、可逆和不可逆過程（1）功熱轉(zhuǎn)換是不可逆的

----開爾文表述(自動(dòng)的)熱力學(xué)第二定律指出如下幾個(gè)過程為不可逆過程（2）熱傳導(dǎo)不可逆性----克勞修斯表述(自動(dòng)的)例：熱傳導(dǎo)T1T2Q熱量由高溫物體傳向低溫物體的過程是不可逆的m系統(tǒng)恢復(fù)原狀，外界對(duì)系統(tǒng)做功。（3）氣體向真空中絕熱自由膨脹的過程是不可逆的adFcb一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)