第九章热力学第二定律（Secondlawofthermodynamics）*热学§9.1自然过程的方向§9.2不可逆性的相互依存§9.3热力学第二定律及其微观意义§9.4热力学概率与自然过程的方向§9.5波耳兹曼熵公式与熵增加原理§9.6可逆过程§9.7克劳修斯熵公式§9.8熵和能量退降第九章热力学第二定律*热学§9.1自然过程的方向*热学*热学只满足能量守恒的过程一定能实现吗？ 通过摩擦而使功变热的过程是不可逆的 热不能自动转化为功 唯一效果是热全部变成功的过程是不可能的一、功热转换不可逆*热学二、热传导（Heatconduction）热量由高温物体传向低温物体的过程是不可逆的；热量不能自动地由低温物体传向高温物体 三、气体的绝热自由膨胀 （Freeexpansion） 只满足能量守恒的过程一定能实现吗？气体向真空中绝热自由膨胀的过程是不可逆的实际的过程都具有方向性。*热学可逆与不可逆过程定义：设一个热力学系统由某一状态出发，经过一个过程达到另一状态，若存在另一过程，它能使系统和外界完全复原（系统回到初态，同时消除了原过程对外界引起的影响），则原来的过程称为可逆过程。反之，如果用任何方法都不能使外界与系统复原，则称之为不可逆过程。 一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。可逆过程是一种理想过程。实际的热力学过程自发地向某个方向进行后，不可自发地逆向进行。*热学§9.2不可逆性的相互依存各种自然的能实现的宏观过程的不可逆性是相互沟通的，一种实际过程的不可逆性保证了另一种实际过程的不可逆性，一种过程的不可逆性消失了，另一种过程的不可逆性也就消失了。*假设，热可以自动从低温物体传向高温物体，这将导致热可以自动转变成功例：功变热——热传导假设，热可以自动转变成功，这将导致热可以自动从低温物体传向高温物体功变热和热传导的不可逆性是相互依存的*热学自由膨胀——功变热假设，理想气体绝热自由膨胀的不可逆性消失了，即气体能够自动收缩。所有宏观过程的不可逆性都是相互联系的。自由膨胀和功变热的不可逆性是相互依存的*§9.3热力学第二定律及其微观意义热力学第二定律是关于自然过程方向的一一.热力学第二定律的两种表述：条基本的、普遍的定律。1. 克氏表述（clausius，1850）：热量不能自动地从低温物体传向高温物体*2.开氏表述（Kelvin，1851）：其唯一效果是热量全部转变为功的过程是不可能的。左图所示过程是思考开氏表述的另种说法：否违反热力学第二定律？不存在第二类永动机*三、热力学第二定律的微观意义1、功热转换 功 → 热 机械能 内能 有序运动 无序运动 可见，在功热转换的过程中，自然过程总是沿着使大量分子从有序状态向无序状态的方向进行。2、热传导 初态：两物体温度不同，此时尚能按分子的平均动能的大小来区分两物体。 末态：两物体温度相同，此时已不能按分子的平均动能的大小来区分两物体。 这说明，由于热传导，大量分子运动的无序性增大了。 从微观上说，热力学第二定律是反映大量分子运动的无序程度变化的规律。*3、气体绝热自由膨胀 初态：分子占据较小空间 末态：分子占据较大空间，分子的运动状态(分子的位置分布)更加无序了。综上可见，一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行 这就是自然过程方向性的微观意义。*§9.4热力学概率与自然过程的方向热力学第二定律微观本质的数学表达式热力学概率Ω：任一宏观状态所对应的微观状态数为分子运动无序性的量度。 Ω最大值对应系统的宏观平衡状态，亦即最无序状态热二律（自然过程的方向性）的定量表述:“热力学概率总是沿增大的方向发展”。非平衡态平衡态*例：根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的(A)热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体．(B)功可以全部变为热，但热不能全部变为功．(C)气体能够自由膨胀，但不能自动收缩．(D)有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能变为有规则运动的能量．［］C*例：关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述：(1)功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功(2)一切热机的效率都只能够小于1；(3)热量不能从低温物体向高温物体传递；(4)热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的以上这些叙述(A)只有(2)、(4)正确．(B)只有(2)、(3)、(4)正确(C)只有(1)、(3)、(4)正确．(D)全部正确．［］A*例.热力学第二定律表明：(A)不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功．(B)在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功．(C)摩擦生热的过程是不可逆的．(D)热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体． ［］CA）唯一效果B）第一定律*例.甲说：“由热力学第一定律可证明任何热机的效率不可能等于1．乙说：“热力学第二定律可表述为效率等于100％的热机不可能制造成功．”丙说：“由热力学第一定律可证明任何卡诺循环的效率都等于．”丁说：“由热力学第一定律可证明理想气体卡诺热机(可逆的)循环的效率等于”对以上说法，有如下几种评论，哪种是正确的？(A)甲、乙、丙、丁全对．(B)甲、乙、丙、丁全错．(C)甲、乙、丁对，丙错．(D)乙、丁对，甲、丙错．［］D丙：都不大于甲：能量守恒*精品课件！*精品课件！*例.热力学第二定律的克劳修斯叙述是：___________________________________；开尔文叙述是:_______________________________________________．
本文档为【第九章热力学第二定律44】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑，
图片更改请在作品中右键图片并更换，文字修改请直接点击文字进行修改，也可以新增和删除文档中的内容。
该文档来自用户分享，如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服，我们会及时删除。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生，若发现您的权利被侵害，请联系客服邮件isharekefu@iask.cn，我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权，请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传，仅限个人学习分享使用，禁止用于任何广告和商用目的。
浙公网安备 33021202002483