大學(xué)物理第十一章 熱力學(xué)基礎(chǔ)

§7—2熱力學(xué)第一定律§7—5熱力學(xué)第一定律對理想氣體絕熱過程的應(yīng)用§7—6循環(huán)過程、卡諾循環(huán)、熱機的效率§7—7熱力學(xué)第二定律§7—3熱力學(xué)第一定律對理想氣體等值過程的應(yīng)用§7—1內(nèi)能、功、熱量§7—4氣體的熱容量§7—8可逆過程與不可逆過程、卡諾定理§7—8熵§7—9熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義第十一章熱力學(xué)基礎(chǔ)1.理解內(nèi)能，功和熱量的概念。掌握熱力學(xué)第一定律和它在理想氣體各種等值過程中的應(yīng)用；2.理解熱容量的概念，掌握能量按自由度均分定理；3.明確循環(huán)的意義，能對簡單循環(huán)進(jìn)行計算。了解熱力學(xué)第二定律和卡諾定理的意義。教學(xué)基本要求熱力學(xué)的研究方法：從實驗事實出發(fā)，運用能量守恒及轉(zhuǎn)換定律研究大量分子熱運動所表現(xiàn)出來的宏觀規(guī)律。即研究狀態(tài)變化過程中有關(guān)熱功轉(zhuǎn)換的關(guān)系和條件。熱力學(xué)是熱現(xiàn)象的宏觀理論。

熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)是熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律。學(xué)習(xí)中要抓?。海?）如何描述狀態(tài)；（2）狀態(tài)變化過程及其特征；（3）熱功轉(zhuǎn)換的關(guān)系和條件。一、熱力學(xué)系統(tǒng)熱力學(xué)系統(tǒng)：被研究的一定量的物質(zhì)或物體系（氣、液、固），簡稱系統(tǒng)。外界：與系統(tǒng)發(fā)生作用的環(huán)境。系統(tǒng)可分為：（1）一般系統(tǒng)：與外界有功、有熱交換；（2）透熱系統(tǒng)：與外界無功、有熱交換；（3）絕熱系統(tǒng)：與外界有功、無熱交換；（4）封閉系統(tǒng)：與外界無功、無熱交換。二、系統(tǒng)的內(nèi)能

內(nèi)能是指物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動（平動、轉(zhuǎn)動及振動）的動能和分子間相互作用的勢能之和。系統(tǒng)的內(nèi)能取決于系統(tǒng)的狀態(tài)，是系統(tǒng)狀態(tài)的單值函數(shù)。§7—1內(nèi)能、功、熱量對于理想氣體，由于分子間無相互作用力，沒有勢能，所以，理想氣體的內(nèi)能等于所有氣體分子的動能之和。即理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù)E=E（T），內(nèi)能的變化只取決于溫度的變化。內(nèi)能E=f（T、V）=f（T、P）=f（V、P）內(nèi)能是狀態(tài)的單值函數(shù)，內(nèi)能的變化只與始末狀態(tài)有關(guān)，與過程無關(guān)。（因為對給定的系統(tǒng),T、V、P三者之間有確定的函數(shù)關(guān)系。）如：1mol雙原子理想氣體，溫度由270C上升到1270C，問：（1）等容升溫；（2）等壓升溫；（3）絕熱升溫。過程中內(nèi)能各增加了多少？解：內(nèi)能變化只與始、末狀態(tài)有關(guān)，故內(nèi)能變化相同，均為：對于實際氣體，除分子各種運動的動能外，還有分子間的勢能，這勢能于分子間的距離有關(guān)，也就是與氣體的體積有關(guān)。所以實際氣體的內(nèi)能是氣體的溫度T及體積V的函數(shù)：焦耳—湯姆遜實驗、真實氣體的內(nèi)能氣體在絕熱條件下，從高壓強空間經(jīng)多孔塞緩慢遷移到低壓強空間的過程稱為節(jié)流過程或焦耳---湯姆遜過程。大壓強空間小壓強空間多孔塞對真實氣體，節(jié)流膨脹后溫度發(fā)生變化。正焦耳---湯姆遜效應(yīng)：節(jié)流膨脹后溫度降低；負(fù)焦耳---湯姆遜效應(yīng)：節(jié)流膨脹后溫度升高。對理想氣體經(jīng)歷節(jié)流過程：說明理想氣體經(jīng)歷節(jié)流過程后溫度不變。真實氣體經(jīng)歷節(jié)流過程后溫度變化說明分子間存在相互作用的勢能。實驗的應(yīng)用：干冰的制作。使高壓二氧化碳從閥口的小孔噴射出來，從而使溫度降低，制成干冰。三、熱與功的等效性如圖：溫度都由

T1→T2狀態(tài)發(fā)生了相同的變化。加熱因為功是能量傳遞的一種形式，是系統(tǒng)能量變化的一種量度。所以熱量也是能量傳遞的一種形式，是系統(tǒng)能量變化的一種量度。功和熱量可以用相同的單位：焦耳（J）。傳熱——作功等效再如：焦耳實驗攪拌作功焦耳實驗m1、信作功PVdV結(jié)論銜：體積杯分與罵路徑這有關(guān)皂，是嗓一過程樹量，幣其值等于P(v盜)曲線與V軸包率圍的剩面積（即萬過程票曲線伶下的脈面積便）。熱力壤學(xué)系鍛統(tǒng)體架積發(fā)鎖生變鞏化時芒對外配界所責(zé)作功賭或外叔界對拜系統(tǒng)部作功禁。功掏—能緊量傳補遞的永一種本方式。對系戶統(tǒng)作功是通弱過物通體作優(yōu)宏觀寸位移覆來完岡成的逢，是提物體謠有規(guī)搶則的鮮運動噸與系罪統(tǒng)內(nèi)滿分子狹的無膊規(guī)則勺運動善之間護(hù)的轉(zhuǎn)拐換。絡(luò)從而堪改變滅系統(tǒng)真的內(nèi)沙能。功的計算式：dx2、叮傳熱功與煤熱量若關(guān)系塌：本質(zhì)常不同礎(chǔ)，但械在改鞭變系赴統(tǒng)內(nèi)想能方棟面是箭等效新的向系陵統(tǒng)傳遞貍熱量是通垂過分囑子間值的微滾觀相余互作膝用來減完成卷的；著是系油統(tǒng)外銀分子歸無規(guī)創(chuàng)則運進(jìn)動與彼系統(tǒng)會內(nèi)分優(yōu)子無擺規(guī)則免運動修的轉(zhuǎn)棋換。逝從而碗改變齊系統(tǒng)黃的內(nèi)能能。呆是熱齡運動慕能量榨的傳限遞過原程。注意功：（1淺）功允和熱惕量本鼻身不暖是能牧量，系它們刮只是居能量冶變化咬的量煮度；（2糟）功視和熱需量是侍過程濃量，嬸它們掩只有族在系臂統(tǒng)狀汁態(tài)變?；^株程中他才有意瀉義。敏（內(nèi)旋能才贈是狀貝態(tài)量夏）（3下）功里和熱店量雖始然等內(nèi)效，產(chǎn)但本忍質(zhì)不圣同。實驗遲表明商：始婦末狀聲態(tài)一息定，分不論測系統(tǒng)讀經(jīng)歷呆哪一河種過昨程，態(tài)對系說統(tǒng)作霸的功W’和對沃系統(tǒng)衫傳遞禍的熱驗量Q的總挺和是桑一定認(rèn)的，鼻與過李程無康關(guān)。信即近：E=W’+Q內(nèi)能E是狀池態(tài)量練，只著與始惹、末抓態(tài)有粱關(guān)，Q、W是過惡程量觸。熱力兄學(xué)第散一定念律系統(tǒng)叮從外床界吸篇收的鍛熱量皆在數(shù)炎量上踢等于爆該過團(tuán)中系帶統(tǒng)內(nèi)執(zhí)能的利增量誓及系支統(tǒng)對菜外界那作功皇的總鍋和。（有步限過爬程）（微暮小過豆程）熱力挨學(xué)第爆一定槐律的宅實質(zhì)飄：包觀括熱軟現(xiàn)象臘在內(nèi)喜的能搏量守刊恒與塵轉(zhuǎn)換掉定律脆。熱力暗學(xué)第飛一定垮律指竟出第撇一類團(tuán)永動命機是韻不可局能實倦現(xiàn)的除。第一雹類永動今機：E2-E1=偉0彩（循環(huán)執(zhí)）W>Q(或Q=0暢)§7受—2弊熱帳力學(xué)翻第一洽定律關(guān)于侮熱力雖學(xué)第授一定薄律應(yīng)透注意尸：（1裕）（E2-E1）、W、Q應(yīng)取酒相同川的單接位；（2求）式航中各切量可嗽正可轟負(fù)，規(guī)定陣：系稠統(tǒng)從巨外界逃吸熱亮?xí)r，Q為正解，放熱脅時，Q為負(fù)越。系統(tǒng)辟對外并界作怪功時罵，W為正猜，外界革對系對統(tǒng)作億功時詳，W為負(fù)卸。系統(tǒng)騎內(nèi)能香增加數(shù)時，E為正幅，減小塘?xí)r，噴E為負(fù)遙。（3守）在阻熱、副功轉(zhuǎn)巖換的弟過程弓中，淺不是升直接結(jié)進(jìn)行普的，易而是骨通過屠熱力棵學(xué)系漁統(tǒng)來爪完成秒的。一、共熱力洽學(xué)過給程（系蕩統(tǒng)狀蘋態(tài)隨面時間奴改變逗）分類橫：（1衡）按潮系統(tǒng)嗚與外全界的守關(guān)系部分類虧；自發(fā)言過程駕（無它外界扔幫助雀所進(jìn)鄙行的黨過程敞）由窩非平少衡方平斷衡非自用發(fā)過嘴程（族外界央幫助熱才能即進(jìn)行區(qū)的過狐程）學(xué)由非銀平衡攏平衡或由窗平衡按非胡平衡外界購作用30oc50oC水溫膛度降禁低的相過程份：選擇事水韻研究缺：烈自提發(fā)過掛程。選擇都水旦+空陣氣研它究：戶非自芬發(fā)過娘程。過程眉自發(fā)還與否劫與研以究對它象有歡關(guān)?！?劑—3掌、4巨熱蛋力學(xué)泥第一展定律件對理捉想氣眉體等支容、乞等壓顫和等悶溫過閱程的碎應(yīng)用羨氣體合的熱起容（2插）按染過程超的特倍征分鍵類：dV=偏0等容犧過程dP=后0等壓蚊過程dT=突0等溫拴過程Q=寇0絕熱誘過程初態(tài)覽=收末舊態(tài)尼循潔環(huán)過晝程不具斬備這患幾個晉特征怕的過想程屬層一般撒過程愁。（3利）按思過程睛所經(jīng)邪歷的吹中間萌狀態(tài)媽的性培質(zhì)分佳類：平衡帥過程（準(zhǔn)撒靜態(tài)艙過程判）：系統(tǒng)沃所經(jīng)節(jié)歷的掏中間香狀態(tài)殖都無疫限接肅近平孔衡態(tài)駛（過程進(jìn)亮行得澇無限慈緩慢腳）。非平載衡過艇程（非圣靜態(tài)幸過程江）：系統(tǒng)總所經(jīng)翻歷的肢中間補狀態(tài)踩只要警有一蹈個不詳能視允為平短衡態(tài)（跡過程暗進(jìn)行磨得快阻）。過程劑進(jìn)行貸得快犁慢是賴相對雕的。弛豫有時間：系艦統(tǒng)由壟非平僑衡態(tài)瓶恢復(fù)液到平跪衡態(tài)酸所需恨要的宜時間答。非平免衡態(tài)與可有庭：密甜度、下壓力瘡、溫攏度等睛不均缺勻。由于湊密度抄不均柔勻，晉哀可狐以很脊長。澇如香豬水、宴鉛的薪擴散嘗可是臟幾分天鐘或箏幾年壯。由于癢壓力摘不均瀉勻，宇邪可術(shù)以很鹽短。丸約糖十混~蛙十幾時秒。若過巴程進(jìn)肉行的挖時間t呼>盼,則迫稱為株過程衰進(jìn)行洲得無證限緩辟慢.若過貿(mào)程進(jìn)絨行的欲時間t魚<奧,則栽稱為秤過程奪進(jìn)行捷得快尤.二．蹲等容禮過程劑：一定枕量氣征體體跨積保救持不葡變的哄過程1、赤過程捕曲線晃及特炭征：體積私不變V=恒量dv=0俱，W=0ＰＯＶ１２Ｖ2、稠方程蜻：熱煤力學(xué)咸第一渾定律榮的形索式3、等容躬摩爾灰熱容CV：一摩揪爾氣送體在士體積緩不變干時，澇溫度電改變肝1K時所隱吸收屬或放械出的佩熱量蕩。即：匪理想術(shù)氣體柳的等脹容摩創(chuàng)爾熱銀容是鋪一個丙只與漠分子短自由趣度有紡關(guān)的周量。（只演要是際理想要氣體姜,適應(yīng)英于所軌有過妨程）4、充等容貴過程良中三析個物燦理量蔬的計污算式PEO什么壁過程獻(xiàn)？一定吊量氣棄體的拉等容犯過程二．種等壓補過程凝：一邁定量歡氣體蹲壓力釀保持屋不變誕的過膏程１、醉過程鹽曲線題及特禾征VPO12P2、副方程獲：熱哥力學(xué)菌第一似定律芝的形搭式P為常色量3、定壓欄摩爾陶熱容CP：一摩榨爾氣戰(zhàn)體在右壓力揉不變循時，星溫度但改變街1K時所踐吸收爭或放房誠出的識熱量籌。又邁耶按公式注意箏：一摩爐爾氣莊體溫眨度改矩變籍1K時，吼在等僑壓過訪程中穿比在析等體沖過程尤中多鞭吸收蟻8眠.3焰1J的熱繳量用魄來對偉外作舒功。叫做比熱痛容比單原子分子雙原子分子剛性多原子分子i比熱容比31.6751.461.3Cv(J/mol.k)CP(J/mol.k)12.520.820.829.124.933.24、合等壓昆過程昏中三蜓個物拉理量喬的計叨算式三．立等溫遠(yuǎn)過程管：一定卷量氣勉體溫療度保裕持不垮變的志過程１、底過程寫曲線莫及特倦征2、夸方程割：溫度擇不變dT=威0，即內(nèi)嶺能不針變dE=帝0攝。VOP123、度等溫茶過程墓中三萄個物膊理量藏的表悅示式注意憐：等差溫過朋程中捎熱足量度=漂功輪只透是量矛值相違等，蠟熱、蜜功不勻能直順接轉(zhuǎn)囑換。熱功通過侍工作粱物質(zhì)奔轉(zhuǎn)換工作能物質(zhì)渣（系解統(tǒng)）意在過象程中干吸熱亂使內(nèi)蔽能增御加，棋對外鑒作功顏又使霞內(nèi)能宗減小蘋為原料值；濾或者康外界層對工爪作物贏質(zhì)作特功使睬內(nèi)能叨增加晶，再廚對外掉放熱痕又使印內(nèi)能按減小守為原吩值。投保持廣內(nèi)能予不變腥。VOP12T高T低7.招1齊如圖夾所示馬，使脈1mo兆l氧氣刑（1扮）由a等溫推地變明到b亂；（亮2）由a等容朗地變乘到c進(jìn)，再由c等壓悶地變綿到b切。試分犧別計器算系敗統(tǒng)所衰做的排功和帶吸收頃的熱映量。邀（ln留2既=訴0.堪69突3）系統(tǒng)徒做功阿和吸膊熱為(2猛)ac等容鉤過程膜，Wac=0閘，氧氣翼的自弟由度顏數(shù)為i穗=5解：嬌由理繁想氣菌體狀麻態(tài)方欲程，a、藝b、罵c三狀北態(tài)的去狀態(tài)映參量熔分別脆為a點：Pa=2盡at景m，Va=2忌2.造4L邪，Ta=PaVa/R=5避46均Kb點：Pb=1乖at轎m，Vb=4外4.軟8L蹤蝶，Tb=Tac點：Pc=1晚at組m，Vc=2派2.卻4L握，Tc=2厘73孔K(1削)ab為等會溫過秘程，（3挑）cb為等坦壓過怒程，作業(yè)澆：7說-2將、7沃-4險、7梅-72一、緒絕熱瀉過程模：１．述過程墨曲線售及特光征２．掃絕熱朗方程博（證邁明見黨教材吧）絕熱紫指數(shù)：系統(tǒng)濁與外率界沒累有熱鑼交換疤的過鼠程等溫桌曲線VPO12Q=0§7刃—5下熱鞭力學(xué)部第一躍定律便對絕鳳熱過塞程的龍應(yīng)用３．熔絕熱腫過程矛三個乎物理收量的艷計算催式二、蟻絕熱滔線和襯等溫艦線由PVγ=C和PV=C’得絕熱等溫絕熱駱線斜益率的畫絕對零值比驗等溫遣線的桶大（γ＞1蒜），即絕系熱線象要陡騰一些狡。物理呆原因悶：在等播溫膨丸脹中懸，壓壁力降擠低的疊因素沾只有沒一個糞，即智體積籍增大裳使n減小競（p駱=nk鼓T）；在絕桂熱過廣程中昨，壓茅力降究低的嫩因素兄有兩授個，社即體晝積增撐大使n減小央，音而溫鐮度也摘降低失，故盒對相似同的碼體積削變化稼，絕勻熱過妖程的胸壓力羞變化銹大于黎等溫哪過程煌的壓虧力變忘化。PO12等溫過程Q=07.2分別通過下列準(zhǔn)靜態(tài)過程把標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下0.014kg氮氣壓縮到原體積的一半。1)等溫過程；2)絕熱過程；3)等壓過程。求：在這些過程中，氣體內(nèi)能的改變、傳遞的熱量和外界對氣體所做的功。設(shè)氮氣為理想氣體，且解：哈1)盯等搖溫過收程2)釘絕瓜熱過藏程3)逮等揚壓過馬程一、投循環(huán)汪過程乖：系統(tǒng)揪經(jīng)過停一系纖列狀貢態(tài)變淘化過否程以番后，翼又回鎮(zhèn)到原烏來狀衫態(tài)的肯過程崇。循環(huán)祖特征：系泡統(tǒng)經(jīng)鼻歷一泰個循似環(huán)之趨后,假內(nèi)能早不改避變。初態(tài)音=物末選態(tài)E=耳01。占正循抹環(huán)(W>貞0)箱：熱機劑循環(huán)到。利贊用工良作物冷質(zhì)連夏續(xù)不漿斷地總把熱斯轉(zhuǎn)換盆為功慈。pVoabQ1

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2循環(huán)裹效率：凈熱輛=念凈吳功逗=己循環(huán)辦面積凈熱Q凈=Q1-Q2=W凈§7園—6眨循福環(huán)過挪程、父卡諾洪循環(huán)門、熱靜機的訪效率熱機（火力發(fā)電）原理圖反應(yīng)器（鍋爐）泵渦輪機發(fā)電機冷凝器冷水熱水循環(huán)汽循環(huán)水Q1Q2W高溫?zé)釒霻1低溫?zé)釒霻2工質(zhì)VPO冷凝器給水泵鍋爐渦輪機WQ1Q2ABCD熱機PV圖正循某環(huán)熱機肌工作饞原理律：2。旁逆循騾環(huán)(W<恩0)喪：制冷被循環(huán)勵。利荒用工接作物確質(zhì)來蛙獲得對低溫鈔。Q1Q2W高溫?zé)釒霻1低溫?zé)釒霻2工質(zhì)制冷夠系數(shù)誕：ab0Vp制冷機（冰箱）工作原理圖低溫室（蒸發(fā)器）壓縮機冷凝器儲液灌液體汽體高壓高溫低壓低溫常壓常溫POVABCDQ2Q1W汽液汽液共存制冷機PV圖Q1Q2W高溫?zé)釒霻1低溫?zé)釒霻2工質(zhì)二、夸卡諾旨循環(huán)繭：由兩業(yè)個可界逆等批溫過沫程和層兩個杰可逆予絕熱受過程適組成絡(luò)的循紙環(huán)。PVT1T20Q1Q2V1V4V2V3AB就：等溫揭膨脹翁過程從高膜溫?zé)岫乖次鍩幔篊D軍：等溫喪壓縮仁過程向低殊溫?zé)嵬┰捶牌薀幔涸贐C和DA兩個鉗絕熱盲過程哄中有鹽：ABCDPVT1T20V1V4V2V3卡諾洲熱機祝效率釣：卡諾算致冷袍系數(shù)睜：注意雜：一劃般熱脫機的朋效率臨不能攤用卡疫諾熱諷機的鳴效率夏公式頑計算雹。一般錦熱機核的效送率討論躲：卡諾蛙循環(huán)杏必須猶有高院溫和愉低溫從兩個噴熱源憶?？ㄖZ鑒循環(huán)扁的效忠率只努與兩買個熱甲源的碗溫度石有關(guān)俱。T2愈低駱或T1愈高昆，卡尸諾循采環(huán)的危效率斗愈大自。工踏程上招一般頸采取騰提高騰高溫渾熱源零溫度產(chǎn)的方爽法?？ㄖZ黑循環(huán)竊的效皮率總穗是小預(yù)于朵1君的?？ㄖZ駱循環(huán)父（或互另一疤種循衫環(huán)）走的效甩率能乖否等韻于響1攝呢？問題窯：若絕對騎零度塊是不送可能諷達(dá)到寇的，膏故η≠1作業(yè)撥：7時-1按2、伙7-澆14劍、7敵-1景9、及7-服20蘆、7辯-2腥5實際歉循環(huán)妹：奧廟托循撈環(huán)：收兩絕涂熱過膨程和手兩等華容過漂程構(gòu)孫成的叨循環(huán)宣。循環(huán)緒效率旬：PO12理想拴情況逆：實際米汽油餐內(nèi)燃重機的惡效率在只有叼25辣%左竭右現(xiàn)在槐水蒸罪氣溫T1=骨85令3oC冷凝難水溫T2=品30億3oC卡諾決循環(huán)閑的效況率為實際傘循環(huán)疑只有多25匯%，靜和卡科諾循愚環(huán)相嗽差太挖遠(yuǎn)。7.約3bc邀a為理帥想氣序體的畏絕熱爭過程放，b1a和b2a是任準(zhǔn)意過蝴程，爹分析渴上述閉兩過茶程中控氣體風(fēng)做功撞是正抹還是要負(fù)，睜過程彈是吸和收還壁是放惱熱？解法稅一：田應(yīng)用鋒熱力拉學(xué)第壇一定晶律計狐算對bc激a絕熱壘壓縮皆過程W和W分別副為氣項體對折外做遼功和道外界貞對氣訓(xùn)體做稀功，攪大小壇為曲信邊梯鮮形bc竹ad魯e面積對b1a過程W1為b1a過程糠外界繡對氣考體做土的功浙，大發(fā)小為顧曲邊未梯形b1ad屯e面積攪。蒜因為W箭>W1，Q1>霜0，此過竹程吸吹熱，綁氣體晉做負(fù)罩功。Ta>Tb1ab2cdepV對b2a過程W2為b2a過程提外界書對氣塞體做虧的功閃，大聾小為蘇曲邊桂梯形b2ad妥e面積個。遺因為W2>W，Q2<0售，此過勺程放各熱，砍氣體翁做負(fù)補功。解法退二：把ac飲b1a看做匯一部首熱機姓的正著循環(huán)料過程仆。整鴉個循左環(huán)過薪程與佳外界些的熱爹交換Q=W>酒0，ac播b為絕野熱過憐程，稠只有b1a過程轟與外伐界有卸熱交勾換，紹所以b1a為吸棕?zé)徇^器程。盒又因歉為此療過程讓體積磚減少塞，做禾負(fù)功紙。把ac駕b2a看做冤一部層制冷左機的嘉逆循足環(huán)過爐程。債整個麥循環(huán)瘋過程握有Q=W<宿0，而ac背b為絕日熱過敗程，掠只有b2a過程蝕與外消界有咽熱交瘡換，螞所以b2a為放店熱過遵程。狐又因椒為此召過程唐體積瓜減少購，做傲負(fù)功逃。1ab2cde7.牙4損如探圖所涼示，碼一定訪量理籠想氣劣體的差一循浪環(huán)過倆程由T–V圖給孤出。船其中CA為絕值熱過筑程，突狀態(tài)A（T2，V1）、狀態(tài)B（T2，V2）為已應(yīng)知。虹問（圖1）話在AB、BC兩過碎程中菌，工字質(zhì)是峰吸熱漏還是崇放熱拌？（禮2）脈求狀有態(tài)C的P、V、T值（起設(shè)氣劍體的γ和摩憶爾數(shù)鳴已知地）；貝（3艷）這籃個循棕環(huán)是陶不是忘卡諾煌循環(huán)柱？在T-V圖上把卡諾先循環(huán)苗應(yīng)如欺何表碼示？隨（4籮）求役這個左循環(huán)聞的效年率。BC為等擋容過柔程，尼有解：著（1腐）AB是等駛溫膨兆脹過段程，恩工質(zhì)擁吸熱底；BC為等荷體降心溫過企程，鏈工漫質(zhì)煙放熱熊。（2伯）設(shè)C的狀垮態(tài)參幫量為P3、V3和T3。由題陷意：T1=T2，V2=V3。CA為絕向熱過廈程（3灶）這銷個循部環(huán)不誕是卡界諾循庸環(huán)。卸卡諾耽循環(huán)欲是兩劈燕個等露溫過烏程和蛇兩個嗽絕熱疑過程蹈所構(gòu)株成的身循環(huán)庫，在T–V圖上浩表示預(yù)為下熔圖。（4改）由圖姻知AB是吸章熱過何程，亡吸收浸熱量屯為BC是放劈燕熱過須程，現(xiàn)放出皺的熱逢量為此循言環(huán)效學(xué)率為只要洞滿足脆能量鏟守恒第的過卵程就咸一定面能實隆現(xiàn)嗎芳？通過稀摩擦閃而使域功變澆熱的緞過程弱是不雹可逆愚的，羞或熱飾不能逮自動駁轉(zhuǎn)化雹為功組；唯緞一效勿果是根熱全警部變晶成功恥的過釋程是錦不可慢能的但。功熱屈轉(zhuǎn)換號過程晚具有磚方向券性。如：礎(chǔ)功熱鍛轉(zhuǎn)換不一停定§7徹—7墓熱隨力學(xué)沃第二唱定律m（1皺）開毫爾文男敘述：深不可含能制智造出往這樣澆一種模循環(huán)暮工作眼的熱齒機，兩它只芝從單岔一熱貫源吸喝收熱受對外佛作功喇而不膊產(chǎn)生肚其它受影響雀。（2蟲）克傾勞修積斯敘別述：不束可能鄙把熱釋量從桑低溫傭物傳紡到高愧溫物登體而慶不引秀起外獄界的魔變化追。熱力餓學(xué)第涼二定達(dá)律：Q1Q2W高溫?zé)釒霻1低溫?zé)釒霻2工質(zhì)Q1Q2W高溫?zé)釒霻1低溫?zé)釒霻2工質(zhì)熱力納學(xué)第閱二定論律是醋研究龜熱機征效率步和制臂冷系旬?dāng)?shù)時搜提出遍的。剪對熱證機，端不可移能吸擺收的注熱量苦全部為用來碼對外置作功術(shù)；對畏制冷宵機，振若無女外界傻作功角，熱貓量不告可能歉從低議溫物漁體傳接到高饅溫物韻體。牽熱力座學(xué)第濱二定剩律的店兩種濤表述僵形式框，解帝決了登物理挎過程切進(jìn)行兼的方男向問裕題。熱力畝學(xué)第兔二定諸律的通兩種狼表述奔形式斯是等脈效的寺，若瘦其中作一種纏說法紙成立用，則枯另一疫種說期法也釀成立施；反愧之亦雙然。熱力同學(xué)第恨二定磁律不右是推有出來見的，喊而是鮮從大喂量客誘觀實吸踐中朵總結(jié)媽出來媽的規(guī)檔律，顛因此慚，不閱能直縫接驗膀證其喂正確蘇性。如果臭從單均一熱蔑源吸立熱可梅以全誘部變透功而洞不引迷起其民它變勒化（賤這并酷不違肺反熱張力學(xué)敵第一拼定律暴），低則將撥有取育之不貞盡、隆用之雨不竭溪的能屠源。件（第仗二種攝永動低機=1漂），泳這是漿不可抽能的徐。熱力乳學(xué)第姻二定莊律表層明：蠢第萍二種浩永動恨機是制造不婚出來膽的。用反放證法竄證明埋兩種財說法綠的等甚效性假如配（1諸）不拜成立消則（態(tài)2）乘也不紹成立（2毛）不簡成立雅則（遼1）年也不切成立證明軋：Q1Q2W高溫?zé)釒霻1低溫?zé)釒霻2工質(zhì)Q1Q2+高溫?zé)釒霻1低溫?zé)釒霻2Q2（1仗）不偏成立茫，可堪以由院單一信熱源吸熱梅完全霸變功篇。（2膠）也焰不成礙立，杰熱可注以自文動由若低溫故傳入世高溫用反歷證法蒙證明休兩種扛說法剖的等耽效性假如姥（1河）不擁成立挽則（氏2）其也不麻成立（2丸）不矛成立惰則（犬1）沖也不殊成立證明摘：（1槍）也疤不成紙立，威可以扶由單張一熱壘源吸退熱完丟全變漢功。（2驅(qū)）不甚成立綢，熱萄可以拳自動邪由低竭溫傳姜入高只溫高溫?zé)釒霻1Q1W工質(zhì)Q2高溫?zé)釒霻1低溫?zé)釒霻2Q1Q2W=Q1-亡Q2第二辨定律巷的表床述可逆誤過程:系統(tǒng)磨狀態(tài)積變化竭過程連中,酷逆過岸程能令重復(fù)鼠正過騾程的性每一撥個狀旱態(tài),濫且不靈引起燙其他洪變化姓的過同程。實現(xiàn)母的條戰(zhàn)件:氣過程記無限浪緩慢市,沒然有耗點散力齊作功拉，沒舌有摩經(jīng)擦。不可適逆過芳程：白在不需引起擺其它軌變化御的條蟻件下畏，不勒能使堅逆過肥程重珠復(fù)正殿過程永的每厘一個辟狀態(tài)冶的過折程.在熱泰力學(xué)表中，蓬過程男可逆都與否副與系笑統(tǒng)所馬經(jīng)歷檔的中咳間狀稻態(tài)是資否為河平衡飄狀態(tài)團(tuán)有關(guān)嘴。在熱季力學(xué)目中，燈一切縱平衡愉過程碌都是萬可逆引過程潤。正過程WQE逆過程-W-Q-E+）OOO外界無變化§7茄—8椅可蘋逆過斥程與倒不可母逆過孕程、鋤卡諾殺定理熱傳它導(dǎo)熱量梯由高丟溫物玩體傳民向低先溫物筆體的惑過程楊是不線可逆江的；躲或，錯熱茅量不陪能自全動地吵由低秧溫物互體傳識向高昌溫物窗體。氣體資的絕衡熱自慰由膨策脹氣體艦向真賀空中舊絕熱汽自由錘膨脹刷的過合程是饞不可教逆的謎。非平競衡態(tài)哪到平簽衡態(tài)鬧的過刷程是耍不可害逆的一切漸與熱開現(xiàn)象靠有關(guān)濕的實禿際宏扶觀過乞程都壩是不冤可逆希的。不可片逆過源程有鞏：熱功隸轉(zhuǎn)換通過第摩擦彼功可眾以全俱部轉(zhuǎn)勝換為緞熱，橋而熱哀卻不脂能全知部轉(zhuǎn)墊換為店功而南不引搭起其定它變艙化。自由匹膨脹估過程卡諾謝定理1、膠在溫冠度為T1和T2兩個類熱源姨之間辰工作菜的任臥意可淺逆卡飾諾熱盲機具兆有相信同的光效率2、狼不可涉逆卡洲諾機豆的效椒率不私可能乓大于服可逆他卡諾捷機的咸效率皆?？ㄖZ定理指出了提高熱機效率的途徑：.使實際的不可逆機盡量的接近可逆機；.盡量的提高兩熱源的溫度差；.減小不可逆過程的影響。（漏氣、摩擦等）熱力勺學(xué)第狡二定煌律的熔實質(zhì)席：說隸明過刮程進(jìn)畫行的局方向淋和限祖度。一切吳自發(fā)蹲過程減都是監(jiān)不可通逆的挖；一切蛾自發(fā)倒過程診都有辦一定額的方慶向和提限度日。如：那擴散大小自動到何相同訊就不銅再擴舞散水流h大h小自動到h相同記時就住不再桃流動限度靈：自然傭界中宮一切綠熱力獵學(xué)過雨程都欄是不堪可逆圣過程量。下欣面通魚過對話氣體淚的自蘭由膨賴脹過釀程的躺分析欺，說站明熱傍力學(xué)范第二勻定律失的統(tǒng)擋計意國義?！?碎—9秧熱瓣力學(xué)劑第二盼定律未的統(tǒng)嗚計意事義一、須熱力光學(xué)幾構(gòu)率：熱力慚學(xué)幾甩率：任一球宏觀縱狀態(tài)疲所對端應(yīng)的催微觀紙狀態(tài)鴉數(shù)，螺用符奶號Ω表示唇。對于惕孤立代系統(tǒng)每，可璃以認(rèn)肝為每坊個微慕觀狀彎態(tài)出虧現(xiàn)的富可能旱性（捷或概扁率）割是相百同的領(lǐng)。下面校我們睜來看蠢四個些分子架膨脹蒼入真冰空，稱分別財在A、上B兩部槽分的旋情況腔：

A

B

abcd表中英是四蛛個分脾子在A、噴B中可瞞能的著分布灰情況所以僅，熱嬸力學(xué)掩幾率是分論子運牢動無臥序性風(fēng)的一騎種量蠻度。二、熱力永學(xué)第的二定營律的披統(tǒng)計至意義熱力沈?qū)W第塌二定提律的櫻微觀的本質(zhì)艇又可涉表述悠為：一切因自然兵過程并總是囑沿著渴熱力抱學(xué)幾閣率增僑大的疫方向商進(jìn)行倘。大量素分子豎向各嬸個方樸向運乓動的裁分子姐數(shù)相陵等的蹲幾率繪最大暢，而壟同時古向某峽一個恩方向縣運動傾的幾填率最懶小，乖以至閣無法叉實現(xiàn)珍。所化以一炮碗湯莫放在根桌子亂上，哲絕不總會自益己打宵翻（微無外蘋界作傅用）捆。熱力夸學(xué)第竟二定鑒律是竭在有炸限時艱空中伸總結(jié)徐出來免的規(guī)惱律，子決不癢能推訴廣到租無限霜的時肆空中聯(lián)去。“宇宙選的熱除寂”說是胳錯誤備的。對四郵個分鼠子來蚊說，納它們番的分兔布有爆24=1詠6艦種可慈能性旋，每籠一種絮可能幻玉性各么占陶1甩/1慘6禾的久概率。A歐、B兩室辮各有謹(jǐn)兩個狐分子耍的熱姜力學(xué)者幾率元最大盤?？筛┮姡瑝螝怏w絡(luò)膨脹漸入真膜空的蓮狀態(tài)不變化憶是由凝熱力停學(xué)幾屋率小爭的狀最態(tài)捎1/皮16嚇向著偉幾率純大的鄉(xiāng)豐狀態(tài)泊6/訪16良的方黑向進(jìn)撕行的皆。一、爪熱溫鑒比養(yǎng)（熱仗量與賢溫度架的比恥值）譯：1、槍可逆奸卡諾倡循環(huán)塌過程謝熱溫愁比變供化恢復(fù)患符號雨的規(guī)朋定后舅有如緞下形品式結(jié)論險：系統(tǒng)眼經(jīng)歷禮一可碗逆卡肺諾循達(dá)環(huán)后暫，熱纏溫比蝕總和柿為零§7-奸10臭熵任一私可逆細(xì)循環(huán)鋒，用挽一系閣列微蒜小可軟逆卡勺諾循瀉環(huán)代誦替。錫即：詠對任瓦一可炭逆循董環(huán)，吩其熱驚溫比隙之和貍為零倍。PV圖如恭右圖毫所示（2零）無憤限個摸卡諾將循環(huán)傘組成野的可宰逆循破環(huán)2、偷任意也可逆例循環(huán)箭過程兵熱溫馳比（1文）有蕩限個證卡諾簽循環(huán)脆組成孔的可廊逆循光環(huán)PVABCD說明猜:熵是圖系統(tǒng)年狀態(tài)誰的函泰數(shù)，目兩個舊確定翁狀態(tài)吃的熵旋變是換一確紹定的捕值，訪與過掩程無琴關(guān)。定義險:系統(tǒng)蹦從初嗚態(tài)變德化到偶末態(tài)銷時，撤其熵智的增紅量等撓于初接態(tài)和長末態(tài)裂之間膀任意薯一可執(zhí)逆過猜程熱鐘溫比段的積旁分。3、時態(tài)函細(xì)數(shù)—未—熵S說明孔從A→障B釣，是與包過程改無關(guān)辣的量絮，只扛由A態(tài)和B態(tài)決乓定。熵函筑數(shù)具昌有以裙下性壇質(zhì)：（1形）熵敲是物婦質(zhì)系善統(tǒng)的派狀態(tài)抵函數(shù)顆；（2古）熵殃具有虎相加網(wǎng)性，扭整個絡(luò)系統(tǒng)桃的熵固為各掠部分紋的熵青的總覺和；（3艘）在壓絕熱購過程并中，朵若過襲程是閥可逆爭的，斃則系果統(tǒng)的親熵不炸變；塔若過晚程是閱不可且逆的頌，則追系統(tǒng)忽的熵子增加覺。不哪可逆象過程戒向熵未增加請的方羅向進(jìn)衫行，身系統(tǒng)堪達(dá)到嚴(yán)平衡嬌態(tài)時鎖，熵近達(dá)到劇最大昏值。蘆（熵處增加想原理殼）任何易自發(fā)錦過程俗都是妖沿著以熵增墓加的搜方向毛進(jìn)行拋，其寺過程曠進(jìn)行店的限貫度是揀熵函收數(shù)達(dá)甲到極怖大值舅。TbQSbD=DDD0>+-=D+D=DTbQTaQSbSaS在微艙小時刮間內(nèi)瞞：熱傳小導(dǎo)過爆程中狼的熵呆變：飯熱量贈由a（Ta）傳到b（Tb）（砌Ta>Tb)二、冬熵的央計算方法顧:貼過程戴不可像逆時媽，在芝始末狡兩態(tài)凱之間郵設(shè)計邁一個瓶可逆投過程停計算千：pVab玻耳鹽茲曼貌關(guān)系：用表示墳系統(tǒng)趟某一彈宏觀暫態(tài)所咱包含焦的微膜觀狀泳態(tài)數(shù)婦（熱在力學(xué)煎幾率疊），麗考慮粥在不攤可逆監(jiān)過程圣中，扶有兩配個量匯是在乘同時蹲增加避，一回個是纏狀態(tài)擴概率，一個膊是熵S，因此超，自泡然設(shè)彎想兩世者之?dāng)z間存野在一蠻定的盯關(guān)系啦，（控18灰77嗎年拉）玻呆耳茲捧曼從盟理論懲上證易明其悼關(guān)系褲如下梅：S=輸kln上式反稱為食玻耳輕茲曼素關(guān)系垂，k為玻爬耳茲媽曼常脈數(shù)。這個軋定義舞表示熵是急分子瘦熱運瞧動無惜序性忘或混牛亂性機的量肝度。結(jié)論紡：1晃）對懼一孤懼立系批統(tǒng)，差在一衫定條璃件下屢的平雜衡態(tài)誦對應(yīng)較于為額最大玻值的質(zhì)宏觀庭態(tài)。2）餅若系孤統(tǒng)最微初所境處的麗宏觀查態(tài)對紙應(yīng)的不是歐最大蜘值，澆就是塞非平提衡態(tài)餅，系壟統(tǒng)將銀隨時吳間向增大只的宏絞觀態(tài)蘇過渡林，最者后達(dá)沸到為最矛大值斗的宏諒觀態(tài)螞。7.山5占已孟知1斗摩爾宴理想懸氣體觀的定數(shù)體熱蛾容量拌為CV，開始戰(zhàn)時溫真度為T1，體積拆為V1，經(jīng)過務(wù)下列孕三個顯可逆廳過程熔：先降絕熱蔥膨脹繁到體喊積為V2（V2=2V1），再等摘容升冷壓使標(biāo)溫度姿恢復(fù)冬到T1，最后艇等溫鞠壓縮鍬到原昏來的嘆體積虎。設(shè)劣比熱畢比是已稱知量警。1)慨計罷算每線個過識程的怠熵變省是多彩少？2)堤求豪等容腫過程熔與外定界環(huán)弟境的邁總熵邀變是兇多少獎？3)歡整掛個循茫環(huán)過頭程系相統(tǒng)的寬熵變羅是多旬少？解：筐1)警第恐一個礦過程椅是可嚼逆絕寺熱過能程，爺由熵裕增加旦原理第二艷個過撞程是旁可逆部等容袍升溫棍過程闊，其婆熵變VPoV1V2T1因為款等容膝過程交系統(tǒng)迅對外渠做功溉為0至，膝所以黑氣體餅吸熱普熱量充等于異其內(nèi)郵能的消增量因為T1>T2，故S2>略0牢，即等才容升陽溫過季程，筒氣體玩吸熱浙熵增限加。倡又此克過程抱的始引末狀太態(tài)在熊兩條嗓絕熱呀線上勝，有（1氣）上式仰代入負(fù)（1菊）式毅有第三壘個過古程是仁等溫震過程梢：（撫熵遞減少牽）2)飛等逼容過柏程系偷統(tǒng)從熔外界蓋吸熱術(shù)，外云界向粗系統(tǒng)債放熱億，系變統(tǒng)和