大學(xué)物理-安徽工業(yè)大學(xué)：熱力學(xué)基礎(chǔ) ppt課件

1、 一一. . 形狀參量形狀參量:V(m3), P(Pa), T(K):V(m3), P(Pa), T(K)第一節(jié)第一節(jié) 平衡形狀平衡形狀 理想氣體形狀方程理想氣體形狀方程二二. . 平衡態(tài)平衡態(tài): :1atm=1.0131atm=1.013105Pa105PaT=t+273.15T=t+273.15 系統(tǒng)在不受外界系統(tǒng)在不受外界影響的條件下影響的條件下, ,其宏觀性質(zhì)不隨其宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間改動(dòng)的形狀時(shí)間改動(dòng)的形狀氣體氣體真空真空例例. 置于容器內(nèi)的氣體，假設(shè)氣體內(nèi)各處壓強(qiáng)相等置于容器內(nèi)的氣體，假設(shè)氣體內(nèi)各處壓強(qiáng)相等，或氣體內(nèi)各處溫度一樣，那么這兩種情況下，或氣體內(nèi)各處溫度一樣，那么這兩種情況下

2、氣體的形狀氣體的形狀 (A) 一定都是平衡態(tài)一定都是平衡態(tài)(B) 不一定都不一定都是平衡態(tài)是平衡態(tài) (C)前者一定是平衡態(tài)，后者一定不前者一定是平衡態(tài)，后者一定不是平衡態(tài)是平衡態(tài) (D) 后者一定是平衡態(tài)，前者一定后者一定是平衡態(tài)，前者一定不是平衡態(tài)不是平衡態(tài) 三三. .準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程 一個(gè)過程，假設(shè)恣意時(shí)辰一個(gè)過程，假設(shè)恣意時(shí)辰的中間態(tài)都無限接近于一個(gè)的中間態(tài)都無限接近于一個(gè)平衡態(tài)，那么此過程為準(zhǔn)靜平衡態(tài)，那么此過程為準(zhǔn)靜態(tài)過程。態(tài)過程。氣體氣體砂堆砂堆準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程( (或平衡過程或平衡過程氣體的馳豫時(shí)間氣體的馳豫時(shí)間 10-3秒秒四四. .理想氣體形狀方程理想氣體形狀方程RT

3、NNRTMPVA阿佛伽德羅常數(shù) 1002. 623AN普適氣體常量普適氣體常量 31. 811 KmolJR第二節(jié)第二節(jié) 理想氣體壓強(qiáng)公式理想氣體壓強(qiáng)公式一一. .物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)的根本特征物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)的根本特征 分子無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)的假分子無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)的假設(shè)設(shè)P-VP-V圖上的一個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)平衡態(tài)圖上的一個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)平衡態(tài) , ,一條一條曲線代表一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過程曲線代表一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過程物質(zhì)分子之間的碰撞頻物質(zhì)分子之間的碰撞頻繁，因此每個(gè)分子都在繁，因此每個(gè)分子都在不停地作雜亂無規(guī)那么不停地作雜亂無規(guī)那么的運(yùn)動(dòng)。的運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)那么性實(shí)踐上反映了液體布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)那么性實(shí)踐上反映了液體中分子運(yùn)動(dòng)

4、的無規(guī)那么性中分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)那么性 理想氣體分子是理想氣體分子是彈性的自在運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)彈性的自在運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)1.1.分子可以看作質(zhì)點(diǎn)分子可以看作質(zhì)點(diǎn)2.2.除碰撞外除碰撞外, ,分子間相互作用可以忽略分子間相互作用可以忽略3.3.分子是彈性的分子是彈性的二二. . 理想氣體的分子模型：理想氣體的分子模型： 大量偶爾事件存在著大量偶爾事件存在著一一 定的必然規(guī)律定的必然規(guī)律例：投擲骰子；伽爾頓板實(shí)驗(yàn)例：投擲骰子；伽爾頓板實(shí)驗(yàn)三、統(tǒng)計(jì)規(guī)律：三、統(tǒng)計(jì)規(guī)律：2z2y2xvvv四四. .統(tǒng)計(jì)假設(shè)統(tǒng)計(jì)假設(shè): :2.2.分子沿任一方向的運(yùn)動(dòng)不比其它方向更分子沿任一方向的運(yùn)動(dòng)不比其它方向更占優(yōu)勢。即分子速度在各個(gè)

5、方向上的分量占優(yōu)勢。即分子速度在各個(gè)方向上的分量的各種平均值相等。如：的各種平均值相等。如：231v1.1.沿空間各方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目相等沿空間各方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目相等 補(bǔ)充補(bǔ)充: :物體的動(dòng)量定理物體的動(dòng)量定理2112ttvmvmdtFtF即物體遭到的合外力的沖量等于物體動(dòng)量的增量即物體遭到的合外力的沖量等于物體動(dòng)量的增量xxxmvmvtFx12方向分量式：沿五五. . 理想氣體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)理想氣體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)理想氣體分子模型；牛頓定律；統(tǒng)計(jì)方法理想氣體分子模型；牛頓定律；統(tǒng)計(jì)方法1. 1. 單個(gè)分子在對單個(gè)分子在對A1A1的的一次碰撞中作用于一次碰撞中作用于A1A1的的沖量為沖量為2.

6、2.單位時(shí)間內(nèi)該分子單位時(shí)間內(nèi)該分子作用于作用于A1A1面上沖量為面上沖量為12ixmv3.3.一切分子單位時(shí)間內(nèi)作用于一切分子單位時(shí)間內(nèi)作用于A1A1面的沖量的總和為面的沖量的總和為tFmvNiix112YZl1l2l3XA2A1-mv ixmv ixO2mvixF所以所以231vmnP wn)vm(nP3222132或者或者其中其中221vmw 平衡態(tài)下的平衡態(tài)下的理想氣體理想氣體壓強(qiáng)公式壓強(qiáng)公式思索題思索題1 1：思索到分子之間的碰撞，平衡態(tài)下的：思索到分子之間的碰撞，平衡態(tài)下的理想氣體壓強(qiáng)公式仍成立。理想氣體壓強(qiáng)公式仍成立。思索題思索題2：假設(shè)含有幾種氣體，那么總壓強(qiáng)怎：假設(shè)含有幾種氣

7、體，那么總壓強(qiáng)怎樣？樣？道爾頓分壓定律道爾頓分壓定律P=P1+P2+P3例假設(shè)每秒有例假設(shè)每秒有1023 1023 個(gè)氫分子個(gè)氫分子沿著與容器器壁的法線成沿著與容器器壁的法線成4545角角的方向以的方向以105 cm/s105 cm/s的速率撞擊在的速率撞擊在 2.0 cm2 2.0 cm2 面積上面積上( (碰撞是完全彈碰撞是完全彈性的性的) )，那么此氫氣碰撞器壁的，那么此氫氣碰撞器壁的壓強(qiáng)為壓強(qiáng)為解：解：一一.推導(dǎo)氣體分子平均平動(dòng)動(dòng)能與溫度的關(guān)系推導(dǎo)氣體分子平均平動(dòng)動(dòng)能與溫度的關(guān)系 kTw231. 1. 理想氣體形狀方程理想氣體形狀方程2.2.分子平均平動(dòng)動(dòng)能與溫度的關(guān)系分子平均平動(dòng)動(dòng)能

8、與溫度的關(guān)系溫度標(biāo)志著物體內(nèi)部分子無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)溫度標(biāo)志著物體內(nèi)部分子無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)的猛烈程度的猛烈程度( (溫度的本質(zhì)溫度的本質(zhì)) )玻爾茲曼常數(shù)）(1038. 1123KJNRkA其中其中 二二. . 氣體分子的方均根速率氣體分子的方均根速率RTmkTv332第三節(jié)第三節(jié) 氣體分子平均平動(dòng)動(dòng)能與溫度的關(guān)系氣體分子平均平動(dòng)動(dòng)能與溫度的關(guān)系( (或或: :溫度的統(tǒng)計(jì)解釋溫度的統(tǒng)計(jì)解釋) ) P=nkT第四節(jié)第四節(jié) 能量按自在度均分原理能量按自在度均分原理 理想氣體內(nèi)能理想氣體內(nèi)能一一. . 自在度自在度 : i : i自在度自在度i i是指決議一個(gè)物體的空間位是指決議一個(gè)物體的空間位置所需求的獨(dú)立

9、坐標(biāo)數(shù)置所需求的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù). .t : t : 平動(dòng)自在度平動(dòng)自在度 r : r : 轉(zhuǎn)動(dòng)自在轉(zhuǎn)動(dòng)自在度度#單原子分子單原子分子i=3 其中其中t=3#剛性雙原子分子剛性雙原子分子 i=5其中其中t=3 r=2)#剛性多原子分子剛性多原子分子i=6其中其中t=3 r=3)1.1.能均分原理的引出能均分原理的引出 分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為 二二. . 能量按自在度均分原理：能量按自在度均分原理：kTvmw23221231222vvvvzyxkTvmvmvmzyx21221221221一個(gè)平方項(xiàng)的平均值一個(gè)平方項(xiàng)的平均值一個(gè)平動(dòng)自在度一個(gè)平動(dòng)自在度, ,分子的每一個(gè)平動(dòng)自在度的平均

10、動(dòng)能都分子的每一個(gè)平動(dòng)自在度的平均動(dòng)能都等于等于 kT21推行到轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)等其它運(yùn)動(dòng)方式，得推行到轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)等其它運(yùn)動(dòng)方式，得能量均分原理能量均分原理: :在溫度為在溫度為T T的平衡態(tài)下的平衡態(tài)下, ,氣氣體分子每個(gè)自在度的平均動(dòng)能都相等體分子每個(gè)自在度的平均動(dòng)能都相等, ,都都等于等于kT21#是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只適用于大量分子組成是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只適用于大量分子組成的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。# 是氣體分子無規(guī)那么碰撞的結(jié)果。是氣體分子無規(guī)那么碰撞的結(jié)果。2.2.分子的平均動(dòng)能分子的平均動(dòng)能kTik2 三三. 理想氣體內(nèi)能：氣體內(nèi)一切分子熱理想氣體內(nèi)能：氣體內(nèi)一切分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能RTiME2理想

11、氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù)只是溫度的函數(shù)或：分子的平均或：分子的平均 能量能量總結(jié)一下幾個(gè)容易混淆的概念總結(jié)一下幾個(gè)容易混淆的概念1.分子的平均平動(dòng)動(dòng)能分子的平均平動(dòng)動(dòng)能kTw232.分子的平均動(dòng)能分子的平均動(dòng)能kTik2 RTiME23.3.理想氣體內(nèi)能理想氣體內(nèi)能4.單位體積內(nèi)氣體分子的平動(dòng)動(dòng)能單位體積內(nèi)氣體分子的平動(dòng)動(dòng)能wn5.單位體積內(nèi)氣體分子的動(dòng)能單位體積內(nèi)氣體分子的動(dòng)能kn例例1一定量的理想氣體貯于某一容器中，一定量的理想氣體貯于某一容器中，溫度為溫度為T，氣體分子的質(zhì)量為，氣體分子的質(zhì)量為m根據(jù)理想根據(jù)理想氣體的分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè)，分子速度在氣體的分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè)，

12、分子速度在x方向的分量平方的平均值方向的分量平方的平均值例例2. 分子熱運(yùn)動(dòng)自在度為分子熱運(yùn)動(dòng)自在度為i的一定量剛性分的一定量剛性分子理想氣體，當(dāng)其體積為子理想氣體，當(dāng)其體積為V、壓強(qiáng)為、壓強(qiáng)為p時(shí)，時(shí)，其內(nèi)能其內(nèi)能E_解解: 例例3 一個(gè)容器內(nèi)貯有一個(gè)容器內(nèi)貯有1摩爾氫氣和摩爾氫氣和1摩爾氦摩爾氦氣，假設(shè)兩種氣體各自對器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)分氣，假設(shè)兩種氣體各自對器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)分別為別為p1和和p2，那么兩者的大小關(guān)系是：，那么兩者的大小關(guān)系是： (A) p1 p2 (B) p1V1V2V1，且，且T2 =T1T2 =T1，那么以下各種說法中正確，那么以下各種說法中正確的選項(xiàng)是：的選項(xiàng)是： (A)

13、(A) 不論閱歷的是什么過程，氣體對外凈作的功不論閱歷的是什么過程，氣體對外凈作的功一定為正值一定為正值 (B)(B)不論閱歷的是什么過程，氣不論閱歷的是什么過程，氣體從外界凈吸的熱一定為正值體從外界凈吸的熱一定為正值 (C) (C) 假設(shè)氣體從始態(tài)變到終態(tài)閱歷的是等溫過程，假設(shè)氣體從始態(tài)變到終態(tài)閱歷的是等溫過程，那么氣體吸收的熱量最少那么氣體吸收的熱量最少 (D) (D) 假設(shè)不給定氣假設(shè)不給定氣體所閱歷的是什么過程，那么氣體在過程中對外體所閱歷的是什么過程，那么氣體在過程中對外凈作功和從外界凈吸熱的正負(fù)皆無法判別凈作功和從外界凈吸熱的正負(fù)皆無法判別 單單: :5 .12VC8 .20pC雙

14、雙: :8 .20VC1 .29pC多多: :9 .24VC2 .33pC第四節(jié)第四節(jié) 絕熱過程絕熱過程dQ=0一一. 絕熱過程的功絕熱過程的功TCMEAV(無論是準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程還是非準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程無論是準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程還是非準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程)二.準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程的過程方程(泊松公式)準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程中氣體對外界所作準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程中氣體對外界所作的功為的功為dA=PdV =-dA=PdV =- CVdT (1) CVdT (1) 理想氣體形狀方程理想氣體形狀方程 PV= RT對其微分得對其微分得 RdT=PdV+VdP(2)聯(lián)立聯(lián)立1 1、2 2，得，得0VdVPdP 常數(shù)PV絕熱線比絕熱線比等溫線更

15、陡等溫線更陡將絕熱方程與形狀方程聯(lián)立得理想氣體準(zhǔn)靜將絕熱方程與形狀方程聯(lián)立得理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程方程的其它方式態(tài)絕熱過程方程的其它方式(絕熱方程又稱泊松公式絕熱方程又稱泊松公式)1常數(shù)TV 1常數(shù)TP例例. 如下圖，一絕熱密閉的容器，用隔板分如下圖，一絕熱密閉的容器，用隔板分成相等的兩部分，左邊盛有一定量的理想氣成相等的兩部分，左邊盛有一定量的理想氣體，壓強(qiáng)為體，壓強(qiáng)為p0，右邊為真空今將隔板抽，右邊為真空今將隔板抽去，氣體自在膨脹，當(dāng)氣體到達(dá)平衡時(shí)，氣去，氣體自在膨脹，當(dāng)氣體到達(dá)平衡時(shí)，氣體的壓強(qiáng)是體的壓強(qiáng)是 (A) p0 (B) p0 / 2 (C) 2p0 (D) p0 / 2 p02

16、1VVPdVAVdVVPVV1121111211VV1VP準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程功的計(jì)算準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程功的計(jì)算1VPVP11221VPVP2211 第五節(jié)第五節(jié) 循環(huán)過程循環(huán)過程 卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)一一. . 循環(huán)過程及其效率循環(huán)過程及其效率1.1.循環(huán)過程循環(huán)過程: : 物質(zhì)系統(tǒng)閱歷一系列形狀物質(zhì)系統(tǒng)閱歷一系列形狀變化后又回到初始形狀的整個(gè)過程叫循變化后又回到初始形狀的整個(gè)過程叫循環(huán)過程，簡稱循環(huán)。環(huán)過程，簡稱循環(huán)。假設(shè)循環(huán)的每一階段都是準(zhǔn)靜態(tài)過程，假設(shè)循環(huán)的每一階段都是準(zhǔn)靜態(tài)過程，那么此循環(huán)可用那么此循環(huán)可用P-VP-V圖上的一條閉合曲線圖上的一條閉合曲線表示。表示。循環(huán)任務(wù)的物質(zhì)稱為任務(wù)物質(zhì)，簡稱

17、工質(zhì)。循環(huán)任務(wù)的物質(zhì)稱為任務(wù)物質(zhì)，簡稱工質(zhì)。循環(huán)過程的特點(diǎn)：循環(huán)過程的特點(diǎn)： E=0E=0沿順時(shí)針方向進(jìn)展的循環(huán)沿順時(shí)針方向進(jìn)展的循環(huán)稱為正循環(huán)或熱循環(huán)。沿稱為正循環(huán)或熱循環(huán)。沿反時(shí)針方向進(jìn)展的循環(huán)稱反時(shí)針方向進(jìn)展的循環(huán)稱為逆循環(huán)或致冷循環(huán)。為逆循環(huán)或致冷循環(huán)。PVabcd工質(zhì)在整個(gè)循環(huán)過程中對外作的凈功數(shù)工質(zhì)在整個(gè)循環(huán)過程中對外作的凈功數(shù)值等于曲線所包圍的面積。正循環(huán)作正功，值等于曲線所包圍的面積。正循環(huán)作正功，逆循環(huán)作負(fù)功。逆循環(huán)作負(fù)功。2.2.熱機(jī)熱機(jī): :利用任務(wù)物質(zhì)繼續(xù)不斷地把吸收來利用任務(wù)物質(zhì)繼續(xù)不斷地把吸收來的熱量轉(zhuǎn)化為功的安裝的熱量轉(zhuǎn)化為功的安裝T1 Q1T1 Q1T2 Q2T

18、2 Q2泵A A氣缸鍋爐鍋爐冷凝器冷凝器蒸汽機(jī)的任務(wù)過程表示圖蒸汽機(jī)的任務(wù)過程表示圖代價(jià)目的凈1QA熱機(jī)效率熱機(jī)效率#Q1Q1、Q2Q2、A A凈均表示數(shù)值大小。工質(zhì)經(jīng)凈均表示數(shù)值大小。工質(zhì)經(jīng)一循環(huán)一循環(huán) A A凈凈= Q1-Q2= Q1-Q2121QQ# Q1是指一切那些吸熱分過程所汲取的熱是指一切那些吸熱分過程所汲取的熱量的總和。量的總和。#Q2是指一切那些放熱分過程所放出的熱量是指一切那些放熱分過程所放出的熱量的總和的總和pVba2V1Vcod1T2T絕熱絕熱pVba2V1Vcod1Q2Q絕熱絕熱pVba2V1Vcod逆向循環(huán)反映了致冷機(jī)的任務(wù)原理，其能流逆向循環(huán)反映了致冷機(jī)的任務(wù)原理，

19、其能流圖如右圖所示。圖如右圖所示。3. 致冷機(jī)致冷機(jī): 獲得低溫的安裝獲得低溫的安裝T1T2Q1Q2A致冷系數(shù)致冷系數(shù)代價(jià)目的凈AQe2Q2是指從需求被致冷的是指從需求被致冷的物體中吸收的熱量。物體中吸收的熱量。A凈是指外界對系統(tǒng)作的凈功絕對值凈是指外界對系統(tǒng)作的凈功絕對值pVba2V1Vcod1T2TQ Q2 2此圖中此圖中Q2為為b-a低溫下低溫下的等溫過程中吸收的熱的等溫過程中吸收的熱量量運(yùn)用運(yùn)用A.A.冰箱致冷冰箱致冷B. 熱泵熱泵致熱系數(shù)致熱系數(shù)代價(jià)目的AQep1二二. .卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)18241824年卡諾法國工程師年卡諾法國工程師1796-18321796-1832提提出了一個(gè)

20、能表達(dá)熱機(jī)循環(huán)根本特征的理想出了一個(gè)能表達(dá)熱機(jī)循環(huán)根本特征的理想循環(huán)。后人稱之為卡諾循環(huán)。循環(huán)。后人稱之為卡諾循環(huán)。本節(jié)討論以理想氣體為工質(zhì)的卡諾循環(huán)本節(jié)討論以理想氣體為工質(zhì)的卡諾循環(huán), ,它是由它是由4 4個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過程兩個(gè)等溫、兩個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過程兩個(gè)等溫、兩個(gè)絕熱組成。個(gè)絕熱組成。1 12 2：與溫度為：與溫度為T1T1的高的高溫?zé)嵩唇佑|，溫?zé)嵩唇佑|，T1T1不變不變, ,2 23 3：絕熱膨脹，體積由：絕熱膨脹，體積由V2V2變到變到V3V3，吸熱為零。，吸熱為零。1211VVlnRTQ 高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩碩1低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩碩2工質(zhì)工質(zhì)1Q2Q21QQA 凈凈pV432V1V1o21Q2Q3V

21、4V1T2T3 34 4：與溫度為：與溫度為T2T2的低溫的低溫?zé)嵩唇佑|，熱源接觸，T2T2不變不變, ,4322VVlnRTQ 4 41 1：絕熱緊縮，體積由：絕熱緊縮，體積由V4V4變到變到V1V1，吸熱為零。，吸熱為零。在一次循環(huán)中，氣體對外作凈功為在一次循環(huán)中，氣體對外作凈功為A= Q1-A= Q1-Q2Q21. 卡諾循環(huán)效率卡諾循環(huán)效率1212111TTQQQA2122TTTAQe2. 逆向卡諾循環(huán)的致冷系數(shù)逆向卡諾循環(huán)的致冷系數(shù)理想氣體卡諾循環(huán)效率只與兩熱源的溫度有關(guān)理想氣體卡諾循環(huán)效率只與兩熱源的溫度有關(guān)132PV0V1V4V2V3T1T2S1S2例例1 1 如下圖的如下圖的卡諾

22、循環(huán)中，證卡諾循環(huán)中，證明：明：S1S1S2S2例例2：知：知:ac 是絕熱過程，判別是絕熱過程，判別ab及及ad是吸熱還是放熱？是吸熱還是放熱？PVOabcd等溫線等溫線&在在P-V圖上圖上,絕熱線上方的膨脹線代表的絕熱線上方的膨脹線代表的過程吸熱，下方的膨脹線代表的過程放熱。過程吸熱，下方的膨脹線代表的過程放熱。例例. 右圖為一理想氣體幾種形狀變化過程的右圖為一理想氣體幾種形狀變化過程的pV圖，其中圖，其中MT為等溫線，為等溫線，MQ為絕熱為絕熱線，在線，在AM、BM、CM三種準(zhǔn)靜態(tài)過程三種準(zhǔn)靜態(tài)過程中：中： (1) 溫度降低的是溫度降低的是_過程；過程； (2) 氣體放熱的是氣體

23、放熱的是 _過程過程 C B A Q p V O M T 例例. 所列四圖分別表示理想氣體的四個(gè)想象所列四圖分別表示理想氣體的四個(gè)想象的循環(huán)過程請選出其中一個(gè)在物理上能夠的循環(huán)過程請選出其中一個(gè)在物理上能夠?qū)崿F(xiàn)的循環(huán)過程的圖的標(biāo)號實(shí)現(xiàn)的循環(huán)過程的圖的標(biāo)號 絕熱等溫等體絕熱等溫等體絕熱絕熱等壓絕熱等溫絕熱 pVO (A) pVO (B) pVO (C) pVO (D)二二. . 熱力學(xué)第二定律的兩種表述熱力學(xué)第二定律的兩種表述一一. 第二類永動(dòng)機(jī)的想象第二類永動(dòng)機(jī)的想象1. 1. 開爾文表述開爾文表述(1851(1851年年) )：不能夠制：不能夠制成一種循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī)成一種循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī), ,

24、只從單一熱只從單一熱源汲取熱量，使之完全變成有用的源汲取熱量，使之完全變成有用的功而不產(chǎn)生其他影響。功而不產(chǎn)生其他影響。第六節(jié)第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律自然界自發(fā)進(jìn)展的過程具有方向性自然界自發(fā)進(jìn)展的過程具有方向性,總是由非平衡態(tài)走向平衡態(tài)總是由非平衡態(tài)走向平衡態(tài).如如: :理想氣體等溫膨脹并不違背開爾文表述理想氣體等溫膨脹并不違背開爾文表述. .在這一過程中除了氣體從單一熱源吸熱完全在這一過程中除了氣體從單一熱源吸熱完全變?yōu)楣ν?，還引起了其它變化，即過程終了變?yōu)楣ν?，還引起了其它變化，即過程終了時(shí)，氣體的體積增大了。時(shí)，氣體的體積增大了。2. 2. 克勞修斯表述：熱量不能夠自動(dòng)地克勞

25、修斯表述：熱量不能夠自動(dòng)地從低溫物體傳到高溫物體。從低溫物體傳到高溫物體。如：冰箱制冷就是將熱量從低溫物體傳如：冰箱制冷就是將熱量從低溫物體傳到高溫物體，但并不違背克勞修斯表述到高溫物體，但并不違背克勞修斯表述, ,由于它以外界作功為代價(jià)，也就是引由于它以外界作功為代價(jià)，也就是引起了其它變化。起了其它變化。三三. 兩種表述等價(jià)性的證明兩種表述等價(jià)性的證明四四. . 可逆過程和不可逆過程可逆過程和不可逆過程 1. 1.可逆過程可逆過程 ：假設(shè)所思索的系統(tǒng)：假設(shè)所思索的系統(tǒng)由一個(gè)形狀由一個(gè)形狀a a出發(fā)經(jīng)過某一過程到出發(fā)經(jīng)過某一過程到達(dá)另一形狀達(dá)另一形狀b b，假設(shè)存在另一個(gè)逆，假設(shè)存在另一個(gè)逆過

26、程，它能使系統(tǒng)和外界完全復(fù)原，過程，它能使系統(tǒng)和外界完全復(fù)原，那么這樣的過程稱為可逆過程。那么這樣的過程稱為可逆過程。ab正過程正過程逆過程逆過程A. 系統(tǒng)復(fù)原系統(tǒng)復(fù)原B. 外界復(fù)原外界復(fù)原2. 不可逆過程：不可逆過程：例例1：克勞修斯表述指出了熱傳導(dǎo)：克勞修斯表述指出了熱傳導(dǎo)過程的不可逆性。過程的不可逆性。例例2：開爾文表述指出了熱功轉(zhuǎn)：開爾文表述指出了熱功轉(zhuǎn)換過程的不可逆性。換過程的不可逆性。例例3：氣體的自在膨脹是不可逆過程。：氣體的自在膨脹是不可逆過程。abcAQ 各種不可逆過程都是相互關(guān)聯(lián)的3. 熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)：熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)：在于指出：一切與熱景象有關(guān)的實(shí)踐在于指出：一切與熱景象有關(guān)的實(shí)踐宏觀過程都是不可逆的。宏觀過程都是不可逆的。#在熱景象中無摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程在熱景象中無摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程才是可逆的才是可逆的第七節(jié)第七節(jié) 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義 一一. .宏觀態(tài)的熱力學(xué)概率宏觀態(tài)的熱力學(xué)概率( ( ) )微觀狀態(tài)微觀狀態(tài)宏觀狀態(tài)宏觀狀態(tài)一種宏觀狀態(tài)所對一種宏觀狀態(tài)所對應(yīng)的微觀狀態(tài)數(shù)應(yīng)的微觀狀態(tài)數(shù)左左右右a b左2 右01ab左1 右12baab左0 右21任一宏觀形狀所對應(yīng)的微觀形狀數(shù)稱任一宏觀形狀所對應(yīng)的微觀形狀數(shù)稱為該宏觀形狀的熱力學(xué)概率為該宏觀形狀的熱力學(xué)