《物理学教学课件》8-3热力学第二定律与不可逆过程.ppt

《《物理学教学课件》8-3热力学第二定律与不可逆过程.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《物理学教学课件》8-3热力学第二定律与不可逆过程.ppt（14页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、8 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程一切热力学过程都应该满足能量守恒。一切热力学过程都应该满足能量守恒。满足能量守恒的过程都能进行吗满足能量守恒的过程都能进行吗?过程的进行还有个过程的进行还有个方向性方向性的问题，的问题，满足能量守恒的过程不一定都能进行。满足能量守恒的过程不一定都能进行。“热热自动地自动地转换为功的过程不可能发生转换为功的过程不可能发生”，“热量不可能热量不可能自动地自动地 从低温物体传向高温物体从低温物体传向高温物体”。18 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程“气体向真空中气体向真空中绝热绝热自由自由膨膨胀胀的的

2、过过程是不可逆的程是不可逆的”气体气体绝热绝热自由膨自由膨胀胀的方向性的方向性 在在绝热绝热容器中的隔板被抽去的瞬容器中的隔板被抽去的瞬间间，分子，分子 都聚在左半部都聚在左半部(这这是一种非平衡是一种非平衡态态，因，因为为 容器内各容器内各处压处压强强或密度不尽相同或密度不尽相同)，此后，此后 分子将自分子将自动动膨膨胀胀充充满满整个容器，最后达到整个容器，最后达到 平衡平衡态态。28 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程 一、一、开尔文说法开尔文说法 不可能制造出这样一种不可能制造出这样一种循环循环工作的热机，它只从工作的热机，它只从单单一一热源吸热来做功，而不

3、产热源吸热来做功，而不产生其它影响（生其它影响（不不放出热量给放出热量给其它物体，或者说其它物体，或者说不不使使外界外界发生任何变化）发生任何变化）.热力学第二定律的两种表述热力学第二定律的两种表述 高温热源高温热源T1低温热源低温热源T238 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程 等温膨胀过程是从等温膨胀过程是从单一热源吸热作功，单一热源吸热作功，而而不不放出热量给其它物体放出热量给其它物体,但它是非循环过程但它是非循环过程.12W W48 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程低温热源低温热源高温热源高温热源卡诺热机卡诺热机WABCD

4、卡诺循环是循环过程，但需两个热卡诺循环是循环过程，但需两个热源，同时源，同时放出热量给其它物体放出热量给其它物体.58 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程 二、二、克劳修斯说法克劳修斯说法 不可能把热量从低温物体不可能把热量从低温物体自动自动传到高温传到高温物体而物体而不不引起引起外界的变化外界的变化.高温热源高温热源T T1 1低温热源低温热源T T2 268 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程 虽然卡诺致冷机能把热量从低温物体移至虽然卡诺致冷机能把热量从低温物体移至高温物体，但需外界作功且使环境发生变化高温物体，但需外界作功且使环

5、境发生变化.高温热源高温热源低温热源低温热源卡诺致冷机卡诺致冷机WABCD78 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程注注 意意 1 热力学第二定律是大量实验和经验热力学第二定律是大量实验和经验的总结的总结.3 热力学第二定律可有多种说法，每热力学第二定律可有多种说法，每种说法都反映了自然界过程进行的方向性种说法都反映了自然界过程进行的方向性.2 热力学第二定律开尔文说法与克劳热力学第二定律开尔文说法与克劳修斯说法具有等效性修斯说法具有等效性.88 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程三、两种表述的一致性三、两种表述的一致性高温热源高温热源

6、T T1 1低温热源低温热源T T2 2高温热源高温热源T T1 1低温热源低温热源T T2 298 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程高温热源高温热源T1低温热源低温热源T2高温热源高温热源T1低温热源低温热源T2108 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程 各种实际宏观过程的方向性都是相互各种实际宏观过程的方向性都是相互沟通的沟通的,一种过程的方向性存在一种过程的方向性存在(或消失或消失)，则，则另一过程的方向性也存在另一过程的方向性也存在(或消失或消失)。1.1.若功若功热转换热转换的方向性消失的方向性消失 热传导热传导的方向性也

7、消失的方向性也消失2.2.若热传导的方向性消失若热传导的方向性消失 功热转换的方向性也消失功热转换的方向性也消失118 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程 可逆过程可逆过程:在系统状态变化过程中，如在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态果逆过程能重复正过程的每一状态,而且而且不引起其它变化不引起其它变化(系统还原，外界还原系统还原，外界还原)，这样的过程叫做可逆过程这样的过程叫做可逆过程。四四 可逆过程与不可逆过程可逆过程与不可逆过程准静态无摩擦过程为可逆过程准静态无摩擦过程为可逆过程128 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不

8、可逆过程 不可逆过程不可逆过程：在不引起其它变化的条件下，：在不引起其它变化的条件下，不能使逆过程重复正过程的每一状态，或者虽不能使逆过程重复正过程的每一状态，或者虽能重复但必然会引起其它变化，能重复但必然会引起其它变化，(系统、外界系统、外界不能同时还原不能同时还原)，这样的过程叫做不可逆过程这样的过程叫做不可逆过程.非非准静态过程为不可逆过程准静态过程为不可逆过程.准静态过程（无限缓慢的过程），且无摩准静态过程（无限缓慢的过程），且无摩擦力、粘滞力或其它耗散力作功，无能量耗散擦力、粘滞力或其它耗散力作功，无能量耗散的过程的过程.可逆过程的条件可逆过程的条件一切实际宏观过程都是一切实际宏观过程都是不可逆过程不可逆过程.138 8-3-3 热力学第二定律与不可逆过程热力学第二定律与不可逆过程流行歌曲：流行歌曲：“今天的你我怎能重复昨天的故事今天的你我怎能重复昨天的故事!”!”实实例：生命例：生命过过程是不可逆的：程是不可逆的：出生出生 童年童年 少年少年 青年青年 中年中年 老年老年 不可逆！不可逆！14