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Ⅱ:C(p1,V1,T1) 等容降温 D(p',V 1,T2) 等温压缩 G(p2,V2,T2)
ΔSⅡ = nCV,mln(T2/T1)+ nRln(V2/V1)
F G
Ⅲ:C(p1,V1,T1) 等容降温 F(p2,V1 ,T′) 等压降温 G(p2,V2,T2)
ΔSⅢ= nCV,mln(p2/p1)+ nCp,mln(V2/V1)
精选ppt
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§3.4 熵变的计算
不要管实际过程是否可逆,在始末态之间设计一条可逆途径。
S系ABTQr
1.单纯pVT变化熵变的计算
C(p1、V1、T1) → G(p2、V2、T2)
Ⅰ:C(p1,V1,T1) 等压降温 A (p1 ,V′,T2)
等温膨胀 G(p2,V2,T2)
ΔSⅠ = nCp,mln(T2/T1)精-选pnptRln(p2/p1)
开尔文:从一个热源吸热,使 之完全转化为功,而不产生其 它变化是不可能的。
精选ppt
8
后来被奥斯特瓦德(Ostward)表述为:“第二类永 动机是不可能造成的”。
第二类 永动机
从单一热源吸热使之完 全变为功而不留下任何 影响。
精选ppt
9
克劳修斯:热从低温物体传给高温物体而不产生其它变化 是不可能的。即热传导的不可逆性。致冷机消耗电能
自发性、非自发性与可逆性、不可逆性的关系: 过程是否自发,取决于体系的始、终态;过程是否可逆取决
于对过程的具体安排。 不论自发还是非自发过程,一切实际过程都是不可逆的。若
施以适当的控制,在理论上都能成为可逆过程。
精选ppt
7
2.热力学第二定律
克劳修斯:热从低温物体传 给高温物体而不产生其它变 化是不可能的。

(完整版)热力学第二定律.ppt

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热力学第二定律的微观实质
从微观上看,任何热力学过程都伴随着大量分子的无序运 动的变化。热力学第二定律就是说明大量分子运动的无序程度 变化的规律。 •功转换为热:大量分子的有序运动向无序运动转化, 是可 能的;而相反的过程,是不可能的。
•热传导:大量分子运动的无序性由于热传导而增大了。 •自由膨胀:大量分子向体积大的空间扩散,无序性增大。
不可能从单一热源吸收热量,使它
Q
完全转变为功而不引起其它变化。
热源
A. 从单一热源吸收热量,使它完全转变为功,一定要引起 其它变化。
特例:等温过程从单一热源吸收热量,并完全用来做功, 必导致系统体积变化。
B. 第二类永动机不可能制成。
η 100% 2.克劳修斯表述
热量不能自动地从低温物体传向高温物体。
讨论: A.没有外界做功,不可能从低温热源将
热量传输到高温热源。 B.第二类永动机不可能制成。
高温热源 Q1 A
Q2 低温热源
热力学第二定律是研究热机效率和制冷系数时提 出的。对热机,不可能吸收的热量全部用来对外 作功;对制冷机,若无外界作功,热量不可能从 低温物体传到高温物体。热力学第二定律的两种 表述形式,解决了物理过程进行的方向问题。
S 0
(孤立系, 自然过程)ห้องสมุดไป่ตู้
§8-6 热力学过程的不可逆性
广义定义:假设所考虑的系统由一个状态出发
经过某一过程达到另一状态,如果存在另一个 过程,它能使系统和外界完全复原(即系统回 到原来状态,同时原过程对外界引起的一切影 响)则原来的过程称为可逆过程;反之,如果 用任何曲折复杂的方法都不能使系统和外界完 全复员,则称为不可逆过程。
各种宏观态不是等几率的。那种宏观态包含的微观态 数多,这种宏观态出现的可能性就大。

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答案 C
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典例精析 二、热力学第一定律和热力学第二定律
返回
【例3】 关于热力学第一定律和热力学第二定律,下列论述正 确的是( ) A.热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化,
而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式 的能,故这两条定律是相互矛盾的 B.内能可以全部转化为其他形式的能,只是会产生其他影响, 故两条定律并不矛盾
答案 B
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典例精析 一、热力学第二定律的基本考查 返回
【例2】 如图1中汽缸内盛有一定质量的理想气体,汽缸壁是 导热的,缸外环境保持恒温,活塞与汽缸壁的接触是光滑的, 但不漏气,现将活塞杆缓慢向右移动,这样气体将等温膨胀并 通过活塞对外做功.若已知理想气体的内能只与温度有关,则 下列说法正确的是( )
的是( D )
A.随着低温技术的发展,我们可以使温度逐渐降低,并最终达 到绝对零度
B.热量是不可能从低温物体传递给高温物体的 C.第二类永动机遵从能量守恒定律,故能制成 D.用活塞压缩汽缸里的空气,对空气做功2.0×105 J,同时空
气向外界放出热量1.5×105 J,则空气的内能增加了0.5×105 J
解析 由于汽缸壁是导热的,外界温度不变,活塞杆与外界连 接并使其缓慢地向右移动过程中,有足够时间进行热交换,所 以汽缸内的气体温度也不变,要保持其内能不变,该过程气体 是从单一热源即外部环境吸收热量,即全部用来对外做功才能 保证内能不变,但此过程不违反热力学第二定律.此过程由外 力对活塞做功来维持,如果没有外力对活塞做功,此过程不可 能发生.
程都具有
,都是不可逆的.
方向性
7
一、热力学第二定律 返回 延伸思考
热传导的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物 体”? 答案 不能.

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从单一热源吸收热量,全 部用来做功而不引起其它 变化叫做第二类永动机。
热力学第二定律的另一种表述就是: 第二类永动机不可能制成。
P61
对宏观过程方向的说明,都可以作为热二的表述。 例如:气体向真空的自由膨胀不可逆;
一切宏观自然过程的进行都具有方向性。
P61
柴薪时期
煤炭时期
石油时期
P61-62
Q2=Q1+W Q1=Q2+W
热机工作时能否将从高温热 库吸收的热量全部用来做功?
不能,从高温热库吸收的热量的一部分 用来做功,剩余的部分释放到低温热库。

Q1
热机工作:
P60
燃料燃烧 冷凝器或大气
漏气热损 散热热损 摩擦热损
燃料产生的 热量Q
输出机械功W
W< Q
P60
P61
对周围环境不产生 热力学方面的影响, 如吸热、放热、做 功、压强变化等。
P59
适用于宏观过程对微观过程不适用
P59
电冰箱通电后箱内温度低于箱外温度,并且还会 继续降温,直至达到设定的温度。显然这是热量从低 温物体传递到了高温物体。这一现象是否违背热力学 第二定律呢?
不违背。电冰箱能实现热量从低温物体传给高温 物体,但这不是自发地进行的,需要消耗电能。
制冷机工作时热量是自发地 从低温热库传到高温热库吗? 不是,有外界做功。
3.4 热力学第二定律
P59
可能发生这样的逆过程吗? 热量自发地由高温物体向低温物体传递的过程是不可逆的
可能发生这样的逆过程吗?
功可以自动转化为热 , 但热却不能自动转化为功。 通过摩擦而使功转变为热的过程是不可逆的。
热现象
物体间的传热 气体的膨胀

第六章-热力学第二定律PPT课件

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力学中称为方向性问题。
.
2
3,第二类永动机是不可能实现的
4,热力学第二定律与第一定律 相互独立互相补充
二,热力学第二定律的克劳修斯表述
克劳修斯(Rudolf Clausius,1822-1888),德国物理学家,对热力
学理论有杰出的贡献,曾提出热力学第二定律的克劳修斯表述和熵
的概念,并得出孤立系统的熵增加原理。他还是气体动理论和热力
.
4
3,更简单的克劳修斯表述:热量不可能自发地从低温热源传向高温热源。
通过以上内容,我们来判断以下说法正确与否:
① 功可变成热,热不能变成功。(若 对,举一例说明)
② 功可完全变成热,热不能完全变成功。(若不对,举一反例)
③ 功不能完全变成热,热能完全变成功。
④ 功可完全变成热,但要在外界作用下,热能完全变成功。
2,两种表述将的都是热和功的问题,功不仅限于机械功的广义 功,每一种功热转换过程也可以作为热力学第二定律的表述。
热力学第二定律不是若干典型热学事例的堆积仓库,物理定律也 不能停留在具体的表面描述,真正的热力学定律应当是对物理本 质的描述,不同的表述应当有共同的物理本质,热力学第二定律 应该有更好的叙述。
第六章,热力学第二定律
问题的引入:
1,焦耳理论与卡诺热机理论的矛盾:同属能量转换, 有用功变热可以全部实现,为什么反过来就不能全部 实现,能量转换与守恒定律可没有这样的限制。
2,热机效率始终小于1并不全是技术原因
3,大量与热有关的自然过程仅靠热力学第一定律是不 足以解释的:1)热传递是不可逆的;2)电影散场后, 观众自发离开影院走向各方,却不能自发地重新聚集在 原来的电影院; 3)空气自由膨胀不能自发收缩等。
小结:上述三个不可逆过程,在推理过程中,很容易找到使系统 复原的方法,但这种情况并不多见,并且花费很多精力时间去寻 找系统复原的方法,很不经济。所以,我们必须借助其他方法。

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热力学第二定律的开尔文表述
不可能从单一热源吸收热量,使之全部变成 功 ,而不产生其他影响。 1.热机效率无法达到100%,总会有热损 2.任何热机都不可能把内能全部转化机械能
第二类永机不可制成,不可以制成的原因:违背热力学第二定律 热力学第二定律的各种表述都是的 等价 ,并可从一种表述导出另一种表述
C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D.电冰箱的工作原理违反热力学第二定律
三、 热力学第二定律的开尔文表述
②不可能从单一热源吸收热量,使之全部变成 功,而不产生其他影响
机械能
全部转化(自发)
转化中有其他影响 (要向低温热库放热)
内能(热)
不产生其他影响:对周围环境不产生热力学方面的影响,如吸热、放 热、做功等
不会 因为分子的扩散运动是从密度较大的区域向密度较小的区域进行 并且这个过程是不可逆
一、自然界中宏观过程的方向性
情景二:将一块烧红的铁块投入冷水中,会发生什 么现象?
铁块放热,温度降低,水吸热,温度升高;最终两 者温度相同。
问题:一段时间后会不会出现铁块温度升高,水的温度 降低的情况?
不会出现;说明热量可以自发地从高温物体传到低温物体 而不可以自发地从低温物体传到高温物体
生其它影响。此时热机的效率η=1(100%), η=1的热机称为第二类永动机。
下列说法正确的有( D )
A.第二类永动机和第一类永动机一样,都违背了能量守恒定律,因此 不可能制成
B.根据能量守恒定律,经过不断地技术改进,热机的效率可以达到 100%
C.因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能真正出现的
(多选)下图为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时,强迫制冷剂在 冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热 量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外。下列说法正确的 是( BC )

01 教学课件_热力学第二定律

01 教学课件_热力学第二定律

巩固练习
2.(多)根据热力学第二定律,下列判断正确的是( BCD )
A.电流的能不可能全部都变为内能 B.在火力发电机中,燃气的内能不可能全部变为电能 C.热机中,燃气内能不可能全部变为机械能 D.热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
巩固练习
3.关于永动机和热力学定律的讨论,下列叙述正确的是( D )
课堂小结
一、热传导的方向性:
热量
高温物体
低温物体
热机:把内能转化为机械能的装置 二、热力学第二定律的两种表述
1、克劳修斯表述: 2、开尔文表述: 3、第二类永动机
巩固练习
1.关于热传导的方向性,下列说法正确的是( C )
A.热量只能由高温物体传递给低温物体 B.热量能自发地由低温物体传给高温物体 C.在一定条件下,热量也可以从低温物体传给高温物体 D.热量一定不可能从低温物体传给高温物体
A.第二类永动机违反能量守恒定律 B.如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加 C.外界对物体做功,则物体的内能一定增加 D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能量转化和守
恒的观点来看这两种改变方式是有区别的
巩固练习
4.以下哪些现象能够发生、哪些不能发生?能够发生的现象是否违背热力学第二 定律?( D )
热量不能自发地从低温物体传到高温物体。 热量能从低温物体传到高温物体,但不是自发的。
探究新知
4.热力学第二定律的开尔文表述: (内能和机械能之间转化的方向性) 不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。 可从单一热库吸收热量,使之完全变成功,但会产生其他影响。
5.两种表述是等价的
探究新知
6、第二类永动机 1)定义: 只从单一热源吸收热量,使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。

第三章 热力学第二定律-终ppt课件

第三章 热力学第二定律-终ppt课件
∴ 与例1中的末态能量相同 ∴ T2必与例1相同(理气):T2 = 262.5K
编辑版pppt
26
V20R030R00.041 m 30 1013 10 00 1300
p22R 0.02461 .520 10.46kP a
➢ 求熵变 S = S(He) + S(H2)
He:
200 K S(He) = ? 262.5 K
r
1
ir
2
2δ Q
r
1T
Sr SirS2S 1
δ Q
T
ir
(2) S是容量性质,J.K-1
编辑版pppt
12
二、热力学第二定律的数学表达式
(Mathematical expression of The Second Law)
对两个热源间的不可逆循环:热温商之和小于0
Qc Qh 0 Tc Th
P135-136
一、自发过程的方向和限度
➢ 自发过程(spontaneous process):在一定环境条件下, (环境)不作非体积功,系统中自动发生的过程。反之, 只有(环境)作非体积功方能发生的过程为非自发过程。 通常所说的“过程方向”即是指自发过程的方向。
举例:① 气流:高压
低压
② 传热:高温
编辑版pppt
28
二、相变过程的熵变 (Entropy change in a phase-transition)
1. 可逆相变 ∵ 一般可逆相变为等T,等p,W’=0的可逆过程 ∴ Qr = H
S相变 H相变 T相变
其中, H:可逆相变热 T:可逆相变温度
2. 不可逆相变 方法:设计可逆过程
编辑版pppt
101.3 kPa
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第十一章 分子热运动 能量守恒
七、热力学第二定律
引入:
任何物体都具有内能,在地球上贮存量 十分丰富的海水总质量约达1.4×1018吨, 它的温度只要降低0.1℃,就能释放相当于 1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的 发电量,而人类都不能利用这种“新能源” ,究其原因,是因为涉及物理学的一个基本 定律.
二、第二类水动机
1.第二类永动机:人们把想象中能够从单一热源吸收热量,全部用 来做功而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机.
2.第二类永动机不可能制成 表示机械能和内能的转化过程具有方向性.尽管机械能可以全部 转化为内能,内能却不能全部转化成机械能,同时不引起其他变 化.
3.第一类永动机和第二类永动机 它们都不可能制成,第一类永动机的设想 违反了________;第二类永动机 能量守恒定律 跟热现象相联系的宏观过程具有方向性 的设想虽不违反能量守恒定律,但违背了 __________________ _的自然规律.
一、热传导的方向 • 热传导的过程可以向一个方向自发地进 性
行(热量从高温物体自发地传给低温物 体);但向相反的方向不会自发地产生 (热量不会自发地从低温物体传给高温 物体),只有在外界的帮助才能进行
请阅读课文,并思考
• 1.怎样解释热传导的方向性 2.什么是第二类永动机 3.热机的效率 4.什么是热力学第二定律
4.热机的效率 (l) 热 机 做 的 功 W 和 它 从 热 源 吸 收 的 热 量 Q 的 比 值 叫 做 热 机 的 效 率 =W/Q1 (2)热机的效率不可能达到100%
三、热力学第二 定律
1.热力学第二定律常见的两种表述: ( 1)按热传递的方向性来表述:不可能 使热量从低温物体传到高温物体,而不引 起其他变化. ( 2)按机械能与内能转化过程的方向性 来表述:不可能从单一热源吸收热量并把 它全部用来做功,而不引起其他变化.
3.绝对零度不可能 达到
1.热力学温度 (开尔文)
T= t + 273.15 k 2.热力学第三定律 热力学零度不可能达到
例题: 根据热力学第二定律,下列判断正 确的是( ) A.电流的能不可能全部变为内能 B.在火力发电机中,燃气的内能 不可能全部变为电能 C.热机中,燃气内能不可能全部 变为机械能 D.在热传导中,热量不可能自发地 从低温物述,提示了有 大量分子参与的宏观过程(即与热现象有关的 宏观过程)的方向性. • 第二类永动机不可能制成.
2.热力学第三定律 热力学零度不可能达到
作业
P77 练习六 1 2 3 4
2.两种表述是等价的
可以从一种表述导出另一种表述, 两种表述都称为热力学第二定律
3.热力学第二定律的意义 提示了有大量分子参与的宏观过程的方向性,是独立于热 力学第一定律的一个重要自然规律.
四、能量耗散
1.能量耗散:流散的内能无法重新收集起来加以利用的现象叫 做能量耗散.
2.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有 方向性.
解析 :





根据热力学第二定律可知,凡与热现象有 关的宏观过程都具有方向性, 电流的能可全部变为内能(由电流热效应 中的焦耳定律可知),而内能不可能全部变成 电流的能. 机械能可全部变为内能,而内能不可能全 部变成机械能, 在热传导中,热量只能自发地从高温物体 传递给低温物体,而不能自发地从低温物体传 递给高温物体. 所以选项B、C、D正确.
2.“水往低处流”是—自发过程,在无外界影 响时,它的逆过程可否实现?由这一自然现象受 到什么启示?
• 不能实现,自然界中出现的这一过程具有方 向性
3.下列所述过程是可逆的,还是不可逆的?
• A.在一绝热容器内盛有液体,不停地 搅动它,使它温度升高 B.一传热的容器内盛有液体,容器放 在一恒温的大水池内,液体不停地搅 动,可保持温度不变 C.在一绝热容器内,不同温度的液体 A这是由功变为热,是不可逆过程. B.此过程中既有“功变热”又有“热传导”,也是不可逆过程. 进行混合 C.液体的扩散是不可逆过程. D.有一定温度差的热传导是不可逆过程. D.在一绝热容器内,不同温度的氦气 进行混合
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