第10章(09.6.10改编)PPT讲稿.ppt

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1、第10章(09.6.10改编)1第1页，共63页，编辑于2022年，星期日（4）理想气体内能）理想气体内能重要结论：一定质量的理想气体内能重要结论：一定质量的理想气体内能E，只与气体，只与气体 的温度的温度T有关，与压强有关，与压强P、体积、体积V无关。无关。第2页，共63页，编辑于2022年，星期日思考题思考题P235 9.5 叙述下列式的物理意义叙述下列式的物理意义在平衡态下，分子每个自由度上的平均能量。在平衡态下，分子每个自由度上的平均能量。在平衡态下，分子平均平动动能在平衡态下，分子平均平动动能。在平衡态下，自由度为在平衡态下，自由度为i 的的分子平均能量。分子平均能量。在平衡态下，在

2、平衡态下，1 1mol自由度为自由度为i 的理想气体内的理想气体内能。能。3第3页，共63页，编辑于2022年，星期日 在平衡态下，质量为在平衡态下，质量为m，摩尔质量为，摩尔质量为M，自由度为自由度为i 的理想气体内的理想气体内能能E。在平衡态下，在平衡态下，N个个自由度为自由度为i 的理想气体内的理想气体内能能E。在平衡态下，在平衡态下，摩尔摩尔,自由度为自由度为 i 的理想气体内的理想气体内能的改变能的改变 (E2-E1)。4第4页，共63页，编辑于2022年，星期日分布在分布在v附近附近dv速率区间分子数占总分子数的比率。速率区间分子数占总分子数的比率。速率分布函数的归一化条件，其数值

3、等于速率分布函数的归一化条件，其数值等于1。分子速率的平均值，即平均速率。分子速率的平均值，即平均速率。5第5页，共63页，编辑于2022年，星期日习题习题9 P9 P233 233 9-109-10 体积为体积为20L的钢瓶中盛有氧气（视为刚性双原子气体）的钢瓶中盛有氧气（视为刚性双原子气体）使用一段后，测得瓶中气体压强为使用一段后，测得瓶中气体压强为2atm，此时氧气的内能，此时氧气的内能为多少？为多少？解：解：刚性双原子气体内能刚性双原子气体内能得：得：JJ6第6页，共63页，编辑于2022年，星期日习题习题9 P9 P233 233 9-119-11 已知某种理想气体，其分子方均根速率

4、为已知某种理想气体，其分子方均根速率为400m/s400m/s，当压强为当压强为1atm1atm时，求气体的密度。时，求气体的密度。解：由解：由可得到：可得到：7第7页，共63页，编辑于2022年，星期日意义：在平衡态下，自由度为意义：在平衡态下，自由度为 i 的的分子平均能量。分子平均能量。意义：在平衡态下，意义：在平衡态下，1 1mol 自由度为自由度为 i 的理想气体内的理想气体内能。能。一个分子一个分子一个系统一个系统8第8页，共63页，编辑于2022年，星期日在平衡态下，分子平均平动动能在平衡态下，分子平均平动动能。在平衡态下，在平衡态下，1 1mol自由度为自由度为3的理想气体内的

5、理想气体内能。能。在平衡态下，分子每个自由度上的平均能量。在平衡态下，分子每个自由度上的平均能量。在平衡态下，在平衡态下，摩尔，摩尔，自由度为自由度为 i 的理想气体内的理想气体内能能 E。在平衡态下在平衡态下,摩尔摩尔自由度为自由度为 i 的理想气体，的理想气体，温度由温度由T1变为变为T2过程中，气体内过程中，气体内能的改变能的改变E。9第9页，共63页，编辑于2022年，星期日BAC CP233 9-12.容器的体积为容器的体积为2V0，绝热板，绝热板C 将其隔为体积相将其隔为体积相等的等的A、B 两个部分，两个部分，A 内储有内储有1mol 单原子理想气体，单原子理想气体，B 内储有内

6、储有2mol 双原子理想气体，双原子理想气体，A、B 两部分的压强两部分的压强均为均为p0。（1）求）求A、B 两部分气体各自的内能；两部分气体各自的内能；（2）现抽出绝热板）现抽出绝热板C，求两种气体混合后达到平衡，求两种气体混合后达到平衡时的压强和温度。时的压强和温度。P0V0T1P0V0T2BAC CP T 2V0 分析：分析：10第10页，共63页，编辑于2022年，星期日解解（1）A:i=3，B:i=5（2）混合前总内能）混合前总内能混合后总内能混合后总内能混合前后总内能不变混合前后总内能不变BAP0V0T1P0V0T2P T 2V0 11第11页，共63页，编辑于2022年，星期日

7、第第1010章章 热力学热力学第12页，共63页，编辑于2022年，星期日系统体积膨胀系统体积膨胀 A 的正负规定的正负规定系统体积被压缩系统体积被压缩一、一、准静态过程的功准静态过程的功uSP外界对系统做正功外界对系统做正功,A 0 外界对系统做负功，外界对系统做负功，A 0第第 10 章章 热力学热力学10.1 准静态过程的功准静态过程的功 内能和热量内能和热量A：外界对系统做功外界对系统做功第13页，共63页，编辑于2022年，星期日SP微元过程：微元过程：1.外界对系统做功外界对系统做功 A（体积功）（体积功）dlF若若第14页，共63页，编辑于2022年，星期日V2V12.功的图示（

8、功的图示（P-V 图）图）系统体积由系统体积由V1 V2，A 曲线以下所围的面积曲线以下所围的面积外界对系统做功外界对系统做功dA是曲线下细长条面积是曲线下细长条面积PVO(P1,V1,T1)(P2,V2,T2)注意：功与变化的过程有关注意：功与变化的过程有关 功是过程量功是过程量CdVPV第15页，共63页，编辑于2022年，星期日解法二：功的图解法解法二：功的图解法P P238238 例题例题10-1 10-1 计算在等压计算在等压 P 下，气体准静态由体积下，气体准静态由体积V1被被压缩到压缩到V2，外界对系统所做的功。，外界对系统所做的功。解法一：解法一：(P,V1,T1)(P,V2,

9、T2)PVOV1V2P正功？负功？正功？负功？16第16页，共63页，编辑于2022年，星期日补充例题：补充例题：mol 理想气体，由（理想气体，由（P1，V1，T）状态变成（）状态变成（P2，V2，T）状态，求该变化过程外界对系统做的功）状态，求该变化过程外界对系统做的功或：或：PVO(P1,V1,T)(P2,V2,T)解：等温过程解：等温过程P2V2P1V117第17页，共63页，编辑于2022年，星期日P267 习题习题 10-2 如图所示，已知图中画不同斜线的两如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分别为部分的面积分别为S1和和S2。（1）如果气体的膨胀过程为）如果气体的膨胀过程为

10、a1b，则则气体对外做功气体对外做功多少？多少？（2）如果气体进行）如果气体进行a2b1a的循环过程，的循环过程，则它则它对外做功对外做功又为多少？又为多少？解：解：（1）a 1 b：（2）循环过程分段：）循环过程分段：气体对外做功气体对外做功 a 2 b 1 a循环循环：气体对外做功：气体对外做功 S1 a 2 b：b 1 a：气体膨胀，气体对外做功为气体膨胀，气体对外做功为 S1+S2气体膨胀气体膨胀 S2气体压缩气体压缩（S1+S2)18第18页，共63页，编辑于2022年，星期日二、二、理想气体理想气体内能内能2.内能的增量内能的增量1.理想气体内能理想气体内能 理想气体的内能，仅是温

11、度理想气体的内能，仅是温度T 的函数。的函数。PVO(P2,V2,T2)(P1,V1,T1)内能是状态量（内能是状态量（T），与过程无关。），与过程无关。内能的改变内能的改变(E)只与系统初、末状态（只与系统初、末状态（T）有关，与具体过程无关。有关，与具体过程无关。第19页，共63页，编辑于2022年，星期日三、热量三、热量做功做功 A把外界有规则的机械运动的能量把外界有规则的机械运动的能量系统内分子无规则热运动的能量系统内分子无规则热运动的能量转换为转换为把系统外物体分子无规则热运动的能量把系统外物体分子无规则热运动的能量系统内分子无规则运动的能量系统内分子无规则运动的能量转换为转换为传递

12、热量传递热量 QSP第20页，共63页，编辑于2022年，星期日一、热力学第一定律一、热力学第一定律QA微元过程：微元过程：系统从外界吸热系统从外界吸热 Q外界对系统做功外界对系统做功 A系统内能改变系统内能改变10.2 热力学第一定律热力学第一定律 热容量热容量E第一类永动机永远制不成第一类永动机永远制不成说明说明：1.意义意义2.数学表达式的形式数学表达式的形式第21页，共63页，编辑于2022年，星期日P267 习题习题 10-3 一一系系统统由由如如图图所所示示的的a状状态态沿沿acb到到达达b状状态态，有有334J热热量量传传入入系系统，系统做功统，系统做功126J。（1）经经adb

13、过过程程，系系统统做做功功42J，问有多少热量传入系统，问有多少热量传入系统?e（2）当系统由）当系统由b状态沿曲线状态沿曲线ba返回状态返回状态a时，外界对时，外界对系统做功为系统做功为84J，试问系统是吸热还是放热？热量传递，试问系统是吸热还是放热？热量传递了多少了多少?22第22页，共63页，编辑于2022年，星期日解解 acb：（2）bea：e系统吸收热量系统吸收热量 Q1=334 J 外界对系统做功（膨胀）外界对系统做功（膨胀）A1=-126 J（1）adb:外界对系统做功（膨胀）外界对系统做功（膨胀）A2=-42 J外界对系统做功（压缩）外界对系统做功（压缩）A3=84 J系统向外

14、放出系统向外放出292J的热量。的热量。23第23页，共63页，编辑于2022年，星期日 P267 习习题题 10-11一一定定量量的的理理想想气气体体，从从 A 态态出出发发，经经 P-V 图图中中所所示示的的过过程程到到达达 B 态态，试试求求在在这这过过程程中中，该该气气体体吸收的热量。吸收的热量。解解：外界对系统做功外界对系统做功 A:B:TA TB 24第24页，共63页，编辑于2022年，星期日1.摩尔热容：摩尔热容：常用的常用的 C 有两种：有两种：二、二、热容量热容量单位：单位：J/(mol K)是过程量是过程量C 也是过程量也是过程量 1 mol 物质温度升高物质温度升高 d

15、T 时吸收热量时吸收热量 dQ。定义。定义该系统的摩尔热容为该系统的摩尔热容为:第25页，共63页，编辑于2022年，星期日（1）定容热容：等体过程的摩尔热容）定容热容：等体过程的摩尔热容（2）定压热容：等压过程的摩尔热容）定压热容：等压过程的摩尔热容2.常用摩尔热容常用摩尔热容（3）迈耳公式：）迈耳公式：意义：意义：1mol 理想气体，等压过程中温度升高理想气体，等压过程中温度升高 1时吸收的时吸收的热量，比等容过程吸收的热量要多热量，比等容过程吸收的热量要多 8.31 J，用来转换为体，用来转换为体积膨胀时对外做功。积膨胀时对外做功。第26页，共63页，编辑于2022年，星期日注意：等温过

16、程注意：等温过程但但等温过程等温过程CT无意义无意义对微元过程对微元过程特征：特征：摩尔热容摩尔热容等温过程等温过程27第27页，共63页，编辑于2022年，星期日定容热容定容热容 单原子气体：单原子气体：双原子气体：双原子气体：多原子气体：多原子气体：i=3，i=5，i=6，定压热容定压热容 3.摩尔热容比摩尔热容比第28页，共63页，编辑于2022年，星期日1、等体过程、等体过程E Q（1）特征：）特征：三、热力学第一定律对理想气体的应用三、热力学第一定律对理想气体的应用（2）内能变化）内能变化（3）热力学第一定律在等体过程中形式）热力学第一定律在等体过程中形式外界对系统做功外界对系统做功

17、第29页，共63页，编辑于2022年，星期日E=0 QA（1）特征：）特征：2、等温过程、等温过程（2）外界对气体做功）外界对气体做功或：或：（3）热力学第一定律在等温过程中形式）热力学第一定律在等温过程中形式第30页，共63页，编辑于2022年，星期日AEQ特征：特征：P=恒量恒量热力学第一定律在等压过程中形式热力学第一定律在等压过程中形式3、等压过程、等压过程（1）外界对系统做功）外界对系统做功（2）内能变化）内能变化或：或：（3）吸收的热量）吸收的热量T1T2第31页，共63页，编辑于2022年，星期日绝热过程：气体与外界没有热量交换的过程绝热过程：气体与外界没有热量交换的过程特征：特征

18、：（1）热力学第一定律在绝热过程中形式）热力学第一定律在绝热过程中形式P4.绝热过程绝热过程内能变化：内能变化：第32页，共63页，编辑于2022年，星期日说明说明1（2）绝热方程）绝热方程 理想气体摩尔热容比理想气体摩尔热容比 三个方程中各常量三个方程中各常量C1、C2、C3都不相同，与气体质都不相同，与气体质量及初始状态有关。量及初始状态有关。绝热过程方程（泊松方程）绝热过程方程（泊松方程）第33页，共63页，编辑于2022年，星期日说明说明2绝热过程曲线比等温曲线陡绝热过程曲线比等温曲线陡等温过程等温过程绝热过程绝热过程第34页，共63页，编辑于2022年，星期日等温过程等温过程绝热过程

19、绝热过程A点斜率点斜率A点斜率点斜率PAVA绝热曲线比等温曲线陡绝热曲线比等温曲线陡第35页，共63页，编辑于2022年，星期日（3）绝热过程的功）绝热过程的功P2P1BA第36页，共63页，编辑于2022年，星期日绝热过程中外界对系统做功绝热过程中外界对系统做功第37页，共63页，编辑于2022年，星期日习题习题 P267 10-5汽汽缸缸内内有有2mol氦氦气气，初初始始温温度度为为27oC，体体积积为为20L。先先将将氦氦气气定定压压膨膨胀胀，直直至至体体积积加加倍倍，然然后后绝绝热热膨膨胀胀，直直至至回回复复初初温温为为止止。若若把把氦氦气视为理想气体，求：气视为理想气体，求：（1）在

20、该过程中氦气吸热多少？）在该过程中氦气吸热多少？（2）氦气的内能变化是多少？）氦气的内能变化是多少？（3）氦气所做的总功是多少？）氦气所做的总功是多少？解解（1）a b，等压膨胀，等压膨胀 V2=2V1b c，绝热膨胀不吸热。，绝热膨胀不吸热。2V1a T1b T2V1c T1VP38第38页，共63页，编辑于2022年，星期日a b c，温度不变，温度不变T1T1，a b c，温度不变，温度不变T1T1，2V1a T1b T2V1c T1VP（2）氦气的内能变化是多少？氦气的内能变化是多少？（3）氦气所做的总功是多少？）氦气所做的总功是多少？39第39页，共63页，编辑于2022年，星期日习

21、题习题 P267 10-6 0.02kg的的氦氦气气（视视为为理理想想气气体体），温温度度由由17 oC升升为为27 oC，若若在在升升温过程中：温过程中：过程中：过程中：（1）体积保持不变；）体积保持不变；（2）压强保持不变；）压强保持不变；（3）不与外界交换热量。）不与外界交换热量。分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体做功。分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体做功。解解（1）等体过程）等体过程40第40页，共63页，编辑于2022年，星期日（2）压强保持不变（温度变化不变）压强保持不变（温度变化不变）（3）不与外界交换热量不与外界交换热量绝热过程绝热过程41第41页，共

22、63页，编辑于2022年，星期日循环过程循环过程一系统经历一系列变化后又回到初始一系统经历一系列变化后又回到初始 状态的整个过程（简称循环状态的整个过程（简称循环）循环状态图循环状态图在在P-V P-V 图上形成一闭合曲线。图上形成一闭合曲线。P-V图图VP一一.循环过程循环过程热机热机利用热来做功的机器利用热来做功的机器工作物质工作物质热机工作中被利用来吸收热量并对外热机工作中被利用来吸收热量并对外 做功的物质（简称工质）做功的物质（简称工质）循环过程特征：循环过程特征：10.3 循环过程循环过程第42页，共63页，编辑于2022年，星期日功功A：系统对外作功：系统对外作功 热量：系统从高温

23、热源吸热热量：系统从高温热源吸热Q1，系统向低温热源放热系统向低温热源放热Q2。Q1Q2(1)正循环特征正循环特征 正循环正循环通过工质不断将热量转换为功的循环通过工质不断将热量转换为功的循环VP正循环正循环1 正循环：正循环：沿顺时针方向的循环（热循环沿顺时针方向的循环（热循环热机）热机）即即 P-V 图上循环曲线所围面积图上循环曲线所围面积 第43页，共63页，编辑于2022年，星期日第44页，共63页，编辑于2022年，星期日(2)热机效率热机效率 （效能的重要标志）（效能的重要标志）定义：在一次循环过程中，热机对外所做的功定义：在一次循环过程中，热机对外所做的功A 与从高温热源吸收热量

24、与从高温热源吸收热量Q1之比之比意义：从高温热源中吸收的热量意义：从高温热源中吸收的热量Q1中中 有多少转化为对外做的功有多少转化为对外做的功A或或1高温热源高温热源T2 低温热源低温热源热机热机A第45页，共63页，编辑于2022年，星期日2.逆循环逆循环 Q1Q2逆时针方向的循环（制冷循环逆时针方向的循环（制冷循环制冷机）制冷机）系统对外作净功系统对外作净功外界对系统做功外界对系统做功A，(1)逆循环特征逆循环特征逆循环逆循环外界对工质做功外界对工质做功A，工质从低温热源提取工质从低温热源提取 热量热量Q2，使低温热源温度降低，向高温热，使低温热源温度降低，向高温热 源放热源放热Q2。系统

25、从低温热源吸热系统从低温热源吸热Q2，向高温热源放热向高温热源放热Q1VP逆循环逆循环第46页，共63页，编辑于2022年，星期日低温低压气态制冷剂低温低压气态制冷剂高温高压（绝热压缩）高温高压（绝热压缩）放热放热液化液化（等压压缩）（等压压缩）（储液器）进一步压缩（储液器）进一步压缩（节流阀）膨胀降温（节流阀）膨胀降温放热放热液态制冷剂汽化液态制冷剂汽化第47页，共63页，编辑于2022年，星期日w定义：一次循环过程中，制冷机从定义：一次循环过程中，制冷机从 低温热源吸取热量低温热源吸取热量Q2与外界与外界 对制冷机所做的功对制冷机所做的功A之比。之比。w可以大于可以大于1，也可以小于，也可

26、以小于1，意义：从低温热源吸收热量意义：从低温热源吸收热量Q2时，外界必须对工质时，外界必须对工质 做功做功A，外界做的功越少，从低温热源吸收热，外界做的功越少，从低温热源吸收热 量越多，制冷机性能越好（量越多，制冷机性能越好（w越大越好）。越大越好）。1高温热源高温热源T2 低温热源低温热源A制冷机制冷机（2）制冷系数）制冷系数 w第48页，共63页，编辑于2022年，星期日 19世纪上半叶，人们认识到要使热机世纪上半叶，人们认识到要使热机有效工作，热机必须最少在两个温度不同有效工作，热机必须最少在两个温度不同的热源之间工作。的热源之间工作。问题：这样的热机能达到的最大效率问题：这样的热机能

27、达到的最大效率 是多少？是多少？1824年法国青年科学家卡诺，发表了他关于热机效率年法国青年科学家卡诺，发表了他关于热机效率的理论。的理论。他提出：在两个温度不同的热源之间工作他提出：在两个温度不同的热源之间工作的热机，如按他所设计的循环工作，热机效率最的热机，如按他所设计的循环工作，热机效率最大，并给出了最大效率。大，并给出了最大效率。为提高热机效率指明方向。为提高热机效率指明方向。二二.卡诺循环卡诺循环第49页，共63页，编辑于2022年，星期日POV2）工质从高温热源）工质从高温热源T1吸热吸热Q1，1）由两个绝热过程和两个等温过程构成的循环；）由两个绝热过程和两个等温过程构成的循环；只

28、有两个恒温热源。只有两个恒温热源。向低温热源向低温热源T2放热放热Q2，卡诺循环特征：卡诺循环特征：1高温热源高温热源T2 低温热源低温热源热机热机Abcad第50页，共63页，编辑于2022年，星期日POVabcd绝热膨胀，绝热膨胀，Q =0，等温膨胀，等温膨胀，T =0，等温压缩，等温压缩，T =0，放热，放热Q2，体积，体积绝热压缩，绝热压缩，Q =0，温度升高，温度升高 吸热吸热Q1，体积，体积温度降低温度降低（1）卡诺正循环效率）卡诺正循环效率第51页，共63页，编辑于2022年，星期日说明：说明：卡诺循环对外作的净功卡诺循环对外作的净功卡诺循环效率卡诺循环效率 1）要完成一次卡诺循

29、环必须要有两个温度）要完成一次卡诺循环必须要有两个温度不同的恒温源（冷源和热源）多也不行，少也不同的恒温源（冷源和热源）多也不行，少也不行。不行。3）由于不能实现）由于不能实现或或，所以，所以 4）可以证明，在相同高温热源）可以证明，在相同高温热源T1和低温热源和低温热源T2之间工作之间工作的一切热机中，卡诺热机的效率最高。的一切热机中，卡诺热机的效率最高。2）只与两个热源温度只与两个热源温度T1、T2有关，有关，T1越高，越高，T2 越越低，低，越大。越大。h h h h 1高温热源高温热源T2 低温热源低温热源热机热机A第52页，共63页，编辑于2022年，星期日说明：说明：w 只与两个热

30、源温度只与两个热源温度T1、T2有关，有关，T1越高，越高，T2越低，越低，w 越小越小意味着从温度越低的冷源意味着从温度越低的冷源中吸取相同的热量中吸取相同的热量Q2，外界需要消耗更多的功，外界需要消耗更多的功A。一般条件下使用的制冷机，一般条件下使用的制冷机，w大致在大致在27之间。之间。1高温热源高温热源T2 低温热源低温热源A制冷机制冷机(2)(2)卡诺逆循环及制冷系数（卡诺制冷机）卡诺逆循环及制冷系数（卡诺制冷机）第53页，共63页，编辑于2022年，星期日补充例题：补充例题：一卡诺热机（可逆的），低温热源的温度为一卡诺热机（可逆的），低温热源的温度为27o，热机效率为，热机效率为4

31、0%，求：，求：（1）高温热源温度（）高温热源温度（K）；）；（2）若将热机效率提高到）若将热机效率提高到50%，保持低温热源温度不，保持低温热源温度不变，高温热源温度增加多少变，高温热源温度增加多少K？解解（1）T2=273+27=300K（2）1高温热源高温热源T2 低温热源低温热源热机热机A54第54页，共63页，编辑于2022年，星期日问题：满足能量守恒的过程一定都能实现吗？问题：满足能量守恒的过程一定都能实现吗？功热转换过程具有方向性。功热转换过程具有方向性。例：在无其它影响时，功可自动的转换为热。例：在无其它影响时，功可自动的转换为热。m热能自动转化为功吗？热能自动转化为功吗？热一

32、定律：一切热力学过程都必须满足能量守恒定律热一定律：一切热力学过程都必须满足能量守恒定律 一切实际的热力学过程只能按一定方向进行，反方向热一切实际的热力学过程只能按一定方向进行，反方向热力学过程是不可能实现的，尽管反方向过程不违犯能量守恒力学过程是不可能实现的，尽管反方向过程不违犯能量守恒定律。定律。10.4 热力学第二定律热力学第二定律第55页，共63页，编辑于2022年，星期日1.开尔文表述开尔文表述问题：制造一个问题：制造一个 热机可能吗？热机可能吗？第二类永动机第二类永动机:失败！失败！强调强调:循环过程；循环过程；一个热源一个热源,而而不引起其它变化。不引起其它变化。QP（热机）不可

33、能从单一热源吸收热量，使它（热机）不可能从单一热源吸收热量，使它完全转变为功，而不引起其它变化。或第二类永完全转变为功，而不引起其它变化。或第二类永动机不可能造出（动机不可能造出（）热全部转化为功热全部转化为功一一.热力学第二定律的两种热力学第二定律的两种表述表述AT0Q1第56页，共63页，编辑于2022年，星期日不可能把热量从低温物体传向高温物体，不可能把热量从低温物体传向高温物体，而不引起其变化而不引起其变化强调：强调：不引起其变化。不引起其变化。若有外界帮助，热量可若有外界帮助，热量可 以从低温物体传向高温物体。以从低温物体传向高温物体。或：热量不可能自动地从或：热量不可能自动地从低温

34、物体传向高温物体低温物体传向高温物体强调：自动的。强调：自动的。若不是自动的，依靠外界做功，若不是自动的，依靠外界做功，热量可以从低温物体传向高温物体。热量可以从低温物体传向高温物体。2.克劳修斯克劳修斯表述表述第57页，共63页，编辑于2022年，星期日AB可逆过程可逆过程设在某一过程设在某一过程P中，系统从状态中，系统从状态A变化到状态变化到状态B。如果能使系统进行逆向变化，。如果能使系统进行逆向变化，从状态从状态B回复到初状态回复到初状态A，而且在回复到初态，而且在回复到初态A时，周围的一切也都各自恢复原状，过程时，周围的一切也都各自恢复原状，过程P就称为可逆过程。就称为可逆过程。不可逆

35、过程不可逆过程如果系统不能回复到原状态如果系统不能回复到原状态A，或者虽能，或者虽能回复到初态回复到初态A，但周围一切不能恢复原状，那么过程，但周围一切不能恢复原状，那么过程P称为称为不可逆过程。不可逆过程。二、可逆和不可逆过程二、可逆和不可逆过程第58页，共63页，编辑于2022年，星期日（1）功热转换是不可逆的）功热转换是不可逆的-开尔文开尔文表述表述(自动的自动的)热力学第二定律指出如下几个过程为不可逆过程热力学第二定律指出如下几个过程为不可逆过程（2 2）热传导）热传导不可逆性不可逆性-克劳修斯克劳修斯表述表述(自动的自动的)例：热传导例：热传导 T1 T2Q热量由高温物体传向低温物体

36、的过程是不可逆的热量由高温物体传向低温物体的过程是不可逆的m第59页，共63页，编辑于2022年，星期日系统恢复原状，外界对系统做功。系统恢复原状，外界对系统做功。（3）气体向真空中绝热自由膨胀的过程是不可逆的）气体向真空中绝热自由膨胀的过程是不可逆的adFcb第60页，共63页，编辑于2022年，星期日无摩擦的准静态过程是可逆过程无摩擦的准静态过程是可逆过程自发过程（孤立系统中发生的过程）具有方向性自发过程（孤立系统中发生的过程）具有方向性一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，这是热力学第二定律的本质或核心这是热力学第二定律的本质或核心从微观

37、上看，在不受外界影响时，一切自然过程总是从微观上看，在不受外界影响时，一切自然过程总是沿着使分子热运动更加无序的方向进行，相反过程很难实沿着使分子热运动更加无序的方向进行，相反过程很难实现。这就是不可逆性的微观本质，也是热力学第二定律的现。这就是不可逆性的微观本质，也是热力学第二定律的统计意义统计意义为什么自发过程具有方向性呢为什么自发过程具有方向性呢?三、热力学第二定律的核心和统计意义三、热力学第二定律的核心和统计意义第61页，共63页，编辑于2022年，星期日2、在相同的高温热源与相同的低温热源之间工作的一切、在相同的高温热源与相同的低温热源之间工作的一切不可逆机的效率不可能高于可逆机的效率。不可逆机的效率不可能高于可逆机的效率。1、在相同的高温热源与相同的低温热源之间工作的一切可逆机，、在相同的高温热源与相同的低温热源之间工作的一切可逆机，不论用什么工作物质，效率相等。不论用什么工作物质，效率相等。可逆机可逆机 可逆循环对应的热机。可逆循环对应的热机。不可逆机不可逆机不可逆循环对应的热机。不可逆循环对应的热机。等号对应可逆热机等号对应可逆热机不等号对应不可逆热机不等号对应不可逆热机A1高温热源高温热源T2 低温热源低温热源热机热机四四.卡诺定理卡诺定理第62页，共63页，编辑于2022年，星期日第63页，共63页，编辑于2022年，星期日