6-8熵熵增加原理課件

1、68 熵 熵增加原理一個不可逆過程，不僅在直接逆向進(jìn)行時不能消除外界的所有影響，而且無論用什么曲折復(fù)雜的方法，也都不能使系統(tǒng)和外界完全恢復(fù)原狀而不引起任何變化。因此，一個過程的不可逆性與其說是決定于過程本身，不如說是決定于它的初態(tài)和終態(tài)。這預(yù)示著存在著一個與初態(tài)和終態(tài)有關(guān)而與過程無關(guān)的狀態(tài)函數(shù)，用以判斷過程的方向。68 熵 熵增加原理一個不可逆過程，不僅在直接逆向進(jìn)行 結(jié)論 ： 可逆卡諾循環(huán)中, 熱溫比總和為零 .熱溫比 等溫過程中吸收或放出的熱量與熱源溫度之比 .可逆卡諾機(jī)一 熵概念的引進(jìn) 如何判斷孤立系統(tǒng)中過程進(jìn)行的方向？ 結(jié)論 ： 可逆卡諾循環(huán)中, 熱溫比總和為零 .任一微小可逆卡諾循環(huán)

2、對所有微小循環(huán)求和當(dāng)時，則 任意的可逆循環(huán)可視為由許多可逆卡諾循環(huán)所組成 結(jié)論 : 對任一可逆循環(huán)過程, 熱溫比之和為零 .任一微小可逆卡諾循環(huán)對所有微小循環(huán)求和當(dāng)時，則 任意的可 在可逆過程中，系統(tǒng)從狀態(tài)A改變到狀態(tài)B , 其熱溫比的積分只決定于始末狀態(tài)，而與過程無關(guān). 據(jù)此可知熱溫比的積分是一態(tài)函數(shù)的增量，此態(tài)函數(shù)稱熵. 二 熵是態(tài)函數(shù) 可逆過程 *ABCD可逆過程 在可逆過程中，系統(tǒng)從狀態(tài)A改變到狀態(tài)B , 其熱無限小可逆過程 熱力學(xué)系統(tǒng)從初態(tài) A 變化到末態(tài) B ，系統(tǒng)熵的增量等于初態(tài) A 和末態(tài) B 之間任意一可逆過程熱溫比（ ）的積分.物理意義 熵的單位*ABCDE 可逆過程 無限

3、小可逆過程 熱力學(xué)系統(tǒng)從初態(tài) A 變化到 熵增加原理對于絕熱過程Q = 0，由第二定律可得即，系統(tǒng)經(jīng)一絕熱過程后，熵永不減少。如果過程是可逆的，則熵的數(shù)值不變；如果過程是不可逆的，則熵的數(shù)值增加。熵增加原理或第二定律熵表述 熵增加原理對于絕熱過程Q = 0，由第二定律可得熵增加原孤立系統(tǒng)中所發(fā)生的過程必然是絕熱的，故還可表述為孤立系統(tǒng)的熵永不減小。若系統(tǒng)是不絕熱的，則可將系統(tǒng)和外界看作一復(fù)合系統(tǒng)，此復(fù)合系統(tǒng)是絕熱的，則有 (dS)復(fù)合=dS系統(tǒng)+dS外界 若系統(tǒng)經(jīng)絕熱過程后熵不變，則此過程是可逆的；若熵增加，則此過程是不可逆的。 可判斷過程的性質(zhì) 孤立系統(tǒng) 內(nèi)所發(fā)生的過程的方向就是熵增加的方向

4、。 可判斷過程的方向 孤立系統(tǒng)中所發(fā)生的過程必然是絕熱的，若系統(tǒng)是不絕熱的，則可將三 熵變的計算 1）熵是態(tài)函數(shù)，當(dāng)始末兩平衡態(tài)確定后， 系統(tǒng)的熵變也是確定的, 與過程無關(guān). 因此, 可在兩平衡態(tài)之間假設(shè)任一可逆過程，從而可計算熵變 . 2）當(dāng)系統(tǒng)分為幾個部分時， 各部分的熵變之和等于系統(tǒng)的熵變 .三 熵變的計算 1）熵是態(tài)函數(shù)，當(dāng)始末兩平 例1 計算不同溫度液體混合后的熵變 . 質(zhì)量為0.30 kg、溫度為 的水, 與質(zhì)量為 0.70 kg、 溫度為 的水混合后，最后達(dá)到平衡狀態(tài). 試求水的熵變. 設(shè)整個系統(tǒng)與外界間無能量傳遞 . 解 系統(tǒng)為孤立系統(tǒng) , 混合是不可逆的等壓過程. 為計算熵變

5、 , 可假設(shè)一可逆等壓混合過程. 設(shè) 平衡時水溫為 , 水的定壓比熱容為由能量守恒得 例1 計算不同溫度液體混合后的熵變 .各部分熱水的熵變顯然孤立系統(tǒng)中不可逆過程熵是增加的 .各部分熱水的熵變顯然孤立系統(tǒng)中不可逆過程熵是增加的 .絕熱壁例2 求熱傳導(dǎo)中的熵變 設(shè)在微小時間 內(nèi),從 A 傳到 B 的熱量為 .同樣，此孤立系統(tǒng)中不可逆過程熵亦是增加的 .絕熱壁例2 求熱傳導(dǎo)中的熵變 設(shè)在微小時間四 熵增加原理：孤立系統(tǒng)中的熵永不減少.平衡態(tài) A平衡態(tài) B （熵不變）可逆過程非平衡態(tài)平衡態(tài)（熵增加） 不可逆過程自發(fā)過程 孤立系統(tǒng)不可逆過程孤立系統(tǒng)可逆過程 孤立系統(tǒng)中的可逆過程，其熵不變；孤立系統(tǒng)中

6、的不可逆過程，其熵要增加 . 熵增加原理成立的條件: 孤立系統(tǒng)或絕熱過程.四 熵增加原理：孤立系統(tǒng)中的熵永不減少.平衡態(tài) A平衡態(tài) 熱力學(xué)第二定律亦可表述為 ： 一切自發(fā)過程總是向著熵增加的方向進(jìn)行 . 熵增加原理的應(yīng)用 ：給出自發(fā)過程進(jìn)行方向的判椐 .五 熵增加原理與熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第二定律亦可表述為 ： 一切自發(fā)過程 熱源溫度愈高它所輸出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ臐摿陀螅摧^高溫度的熱能有較高的品質(zhì)。當(dāng)熱量從高溫?zé)嵩床豢赡娴膫鞯降蜏責(zé)嵩磿r，盡管能量在數(shù)量上守恒，但能量品質(zhì)降低。熵的增加是能量退化的量度?？捎媚艿膿p失或不可利用能的增加等于環(huán)境溫度T0與不可逆過程的熵的增量的乘積。一切不可逆過程實際上都是能量品質(zhì)降低的過程，熱力學(xué)第二定律提供了估計能量品質(zhì)的方法