第十五章热力学第二定律优秀课件.ppt

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1、第十五章 热力学第二定律第1页，本讲稿共18页二二.绝热过程绝热过程1.绝热过程方程式推导绝热过程方程式推导第2页，本讲稿共18页绝热过程方程式绝热过程方程式第3页，本讲稿共18页绝热过程方程式2.过程曲线过程曲线斜率斜率第4页，本讲稿共18页3.绝热过程绝热过程(1)热量热量(2)热力学能变化热力学能变化(p2,V2)(p1,V1)pV或或第5页，本讲稿共18页(3)功功(p2,V2)(p1,V1)pV（多种表达式）（多种表达式）第6页，本讲稿共18页三、卡诺正循环的效率三、卡诺正循环的效率1.热机效率热机效率工质A高温热库T1Q2Q1 低温热库T2pVT1Q1等温膨胀1绝热膨胀T2绝热压缩

2、A243Q2等温压缩第7页，本讲稿共18页2.卡诺热机卡诺热机(1)12 等温过程等温过程从高温热库吸热从高温热库吸热对外作功对外作功(2)34 等温过程等温过程外界作功外界作功向低温热库放热向低温热库放热第8页，本讲稿共18页(3)效率效率第9页，本讲稿共18页第二节第二节可逆过程与不可逆过程可逆过程与不可逆过程一一.不可逆过程不可逆过程(实际实际)1.只能只能自动自动朝一个方向进行朝一个方向进行2.只有外界介入才能反向进行只有外界介入才能反向进行3.系统复原系统复原,外界不能复原（即外界环境变化）外界不能复原（即外界环境变化）二二.可逆过程可逆过程(理想理想)1.无限缓慢无限缓慢2.无耗散

3、无耗散3.系统复原、外界复原系统复原、外界复原例例:卡诺循环卡诺循环例例:热传递热传递 第10页，本讲稿共18页第三节第三节热力学第二定律热力学第二定律一、热二律的两种一、热二律的两种定性定性表述表述(1)开尔文（热功转换）开尔文（热功转换）单一热源吸热做功不可能单一热源吸热做功不可能(2)克劳修斯（热传导）克劳修斯（热传导）热量自发从低温传高温不可能热量自发从低温传高温不可能第11页，本讲稿共18页二二.热二律的数学表达式热二律的数学表达式1.引入态函数引入态函数-熵熵2.如何引入熵如何引入熵?(1)卡诺正循环的效率卡诺正循环的效率对任一微可逆卡诺循环对任一微可逆卡诺循环(2)任意可逆循任意

4、可逆循环环克劳修斯等式克劳修斯等式分解成分解成n个微卡诺循环个微卡诺循环 第12页，本讲稿共18页积分与过程无关积分与过程无关 引入熵引入熵S（状（状态函数）函数）类比势能（状态函数）类比势能（状态函数）可逆过程的熵增量可逆过程的熵增量无限小可逆过程无限小可逆过程第13页，本讲稿共18页3.不可逆过程不可逆过程(理气绝热理气绝热自自由膨胀由膨胀)(1)不可逆不可逆热温商之和为零热温商之和为零(2)假想可逆等温过程假想可逆等温过程熵变熵变考虑考虑与过程无关与过程无关而而第14页，本讲稿共18页计算理想气体绝热自由膨胀的克劳修斯熵增设计可逆过程：设计可逆过程：无摩擦准静态等温绝热膨胀无摩擦准静态等

5、温绝热膨胀T热库绝热T热库计算克劳修斯熵增：第15页，本讲稿共18页利用利用对比可逆过程对比可逆过程不可逆过程不可逆过程(2)假想假想可逆等温可逆等温过程过程第16页，本讲稿共18页(3)结论结论不可逆过程不可逆过程可逆过程可逆过程不可逆过程不可逆过程可逆过程可逆过程4.熵增原理熵增原理(1)(1)绝热过程绝热过程(2)孤立系统孤立系统熵永不减少熵永不减少(热二律的数学表达式热二律的数学表达式)第17页，本讲稿共18页熵的问答题熵的问答题任何过程，熵只增不减任何过程，熵只增不减若从某一初态经可逆与不可逆两条路径到若从某一初态经可逆与不可逆两条路径到达同一终点，则不可逆途径的达同一终点，则不可逆途径的 S必大于可必大于可逆过程的逆过程的 S可逆循环可逆循环 S为零，不可逆循环为零，不可逆循环 S大于零大于零 不可逆过程不可逆过程 S永远永远大于可逆过程大于可逆过程 S 第18页，本讲稿共18页