§3 热力学第二定律 (second law of thermodynamics)

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热力学第一定律 能量守恒定律 复习提问 1 、研究一个热力学系统与外界是绝热的,如果外界对系统做功, 系统的内能怎么变化?外界做的功跟系统内能的变化之间是什 么定量关系? 2 、研究一个热力学系统跟外界只有单纯热传递发生,如果系统 从外界吸热,系统的内能怎么变化?系统从外界吸收的热量跟 系统内能的变化之间是什么定量关系?
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第二章 热力学第二、第三定律  前言  §2-1 自发变化的共同特征  §2-2 热力学第二定律的经典表述  §2-3 熵判据的建立  §2-4 熵变的计算及熵判据的应用  §2-5 热力学第三定律和规定熵  §2-6 熵的物理(统计)意义  §2-7 自由能判据  §2-8 ΔG.
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2.2 热力学 内能 功 热量 内能 热力学系统内所有分子热运动的能量(分子的平动、转动与振动的能量)和分子间相互作用的势能。不包括系统整体的机械能。 内能是状态量 理想气体的内能是温度的单值函数.
题解: P120 5——8 V3=100m/S Ρ=1.29×10-3g/cm3 P3-P2=1000Pa.
题解: P120 5——8 V3=100m/S Ρ=1.29×10-3g/cm3 P3-P2=1000Pa.
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§3 热力学第二定律 (second law of thermodynamics) 热力学第二定律是独立于热力学第一定律的另一实验定律,它指出系统变化进行的可能方向和达到平衡的必要条件,是自然界最基本、最普遍的规律之一。

1 开尔文表述: 不可能从单一热源吸取热量,使 之完全变成有用的功而不产生其它影响。 ①单一热源 — 各部分温度均匀,并且恒定不变。 ②而不产生其它影响 什么叫其它影响? 指的是除了从单一热源吸热, 对外作功,这两件事以外的工作物质与外界的变化。 确切理解开尔文表述

第二类永动机(perpetual motion machine of the second kind ) 是不可能制成的 历史上曾有人幻想制造一种热机,指从单一热源(如大海、大气等)吸取热量,并将它全部转化为功,及使系统对外界放出的热量为零,η=100%。显然,这种热机是违背热力学第二定律开尔文表述的,人们称之为第二类永动机。 开尔文表述也可以为: 第二类永动机(perpetual motion machine of the second kind ) 是不可能制成的

2 克劳修斯表述 不可能把热量从低温物体传到高温物而不产生其它影响 二 两种表述的等效性 (反证法) 违背克劳修斯表述一定违背开尔文表述 违背开尔文表述一定违背克劳修斯表述

功热转换过程 三 可逆过程(reversible process)与不可逆过程(irreversible process) 定义:一系统由某一状态出发,经过某一过程到达另一状态。如果存在另一过程,它能使系统和外界完全复原,则原来的过程称为可逆过程,如果用任何方法都不能使系统和外界完全复原,则原来的过程称为不可逆过程。 例:如果理想气体快速膨胀 快速压缩过程是否是它的逆过程? 功热转换过程 例 理想气体准静态等温膨胀

甲过程: P-V图 系统:1→2 外界: 系统对外作功 AⅠ Q Ⅰ 系统吸热 乙过程: 无摩擦准静态等温压缩过程 ,沿着等温线 反方向由2→1回去。 AⅡ=Q Ⅱ AⅠ= AⅡ Q Ⅰ= Q Ⅱ ∴甲过程是可逆过程 理想过程