2021-2022学年高二物理竞赛热力学第二定律的两种表述课件.pptx

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1、热力学第二定律的两种表述热力学第二定律的两种表述克劳修斯 “热量不能自动的从低温物体传向高温物体”开尔文 “其唯一效果是热全部转变为功的过程是不可能的”可逆过程和不可逆过程（1）正循环卡诺循环（2）逆循环卡诺逆循环 1mol单原子分子理想气体的循环过程单原子分子理想气体的循环过程如如TV 图所示，其中图所示，其中c点的温度点的温度 ，试求，试求：（1）ab、bc、ca各个过程系统吸收的热量；各个过程系统吸收的热量；（2）循环过程中系统所作的净功；（）循环过程中系统所作的净功；（3）循环）循环的效率。的效率。abT（K）V（）Oc12Op123V Ex 摩尔数为摩尔数为、绝热指数为绝热指数为 的

2、的分子理想气体经分子理想气体经过如图所示过程，其中过如图所示过程，其中1 2 为多方过程（过程方程为为多方过程（过程方程为 p=CVn）、）、2 3 为绝热过程、为绝热过程、3 1 为等温过程为等温过程.已知已知 T1,V1,V3=mV1 .求：求：1）各过程的功、热量和内能各过程的功、热量和内能变化；变化；2）此循环热机效率此循环热机效率.解：解：1-22-31-23-1(n,(n,)=5/3=5/3=7/5=7/5等压等压n=0n=02/5=0.42/5=0.42/7=0.2862/7=0.286直线直线n=1n=11/2=0.51/2=0.51/3=0.3331/3=0.333抛物抛物线

3、线n=2n=26/116/11=0.545=0.5456/176/17=0.353=0.353等体等体n=n=2/3=0.6672/3=0.667 2/5=0.42/5=0.4直线过程直线过程 双原子分子理想气体双原子分子理想气体等体过程等体过程 双原子分子理想气体双原子分子理想气体某理想气体分别进行如图所示的两个卡诺循环：某理想气体分别进行如图所示的两个卡诺循环：且且两两条条循循环环曲曲线线所所围围的的面面积积相相等等。设设循循环环1 1的的效效率率为为 ，每每次次在在高高温温热热源源处处吸吸收收的的热热量量为为 ，循循环环2 2的的效效率率为为 ,每每次次在在高高温温热热源源处处吸吸收收的

4、的热热量量为为 ，则（，则（）（A A）,;,;（B B）;（C C）,.,.循环循环2的温差大，所以效率高。的温差大，所以效率高。热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，开尔文表述指出了_的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了_的过程是不可逆的。功变热 热传导 1、证明热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的。2、试由热力学第二定律证明卡诺定理。熵的计算与熵增加原理在孤立系统中1、由熵増原理证明热传递不可逆。2、由熵増原理求最大功。热力学第二定律的统计意义。热力学第二定律的统计意义。(1)微微观观状状态态(数数)：(宏宏观观)系系统统每每一一种种可可能能的的分分布。布。(2)热热力力学学概概率率，系系统统(宏宏观观)状状态态所所包包含含的的微微观状态数。观状态数。(3)玻耳兹曼关系：（玻耳兹曼关系：（S熵）熵）(4)熵增加原理熵增加原理(热力学第二定律数学表示热力学第二定律数学表示)02-=Dsss理想气体向真空做绝热自由膨胀，理想气体向真空做绝热自由膨胀，则温度则温度，压强，压强，熵，熵。（填不变、增加、。（填不变、增加、减少）减少）