高二物理競賽課件：可逆過程與不可逆過程 卡諾定理

第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)§6-5可逆過程與不可逆過程卡諾定理26.熱力學(xué)基礎(chǔ)6.1熱力學(xué)第零定律和第一定律6.2熱力學(xué)第一定律對理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)過程的應(yīng)用6.3循環(huán)過程卡諾循環(huán)6.4熱力學(xué)第二定律6.5可逆過程與不可逆過程卡諾定理6.6

熵玻爾茲曼關(guān)系6.7熵增加原理熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義6.8*耗散結(jié)構(gòu)信息熵3可逆過程可逆過程：系統(tǒng)由一初態(tài)出發(fā)，經(jīng)某過程到達(dá)一末態(tài)后，如果能使系統(tǒng)回到初態(tài)而不在外界留下任何變化(即系統(tǒng)和外界都恢復(fù)了原狀)。不可逆過程：系統(tǒng)經(jīng)某過程由一初態(tài)到達(dá)末態(tài)后，如不可能使系統(tǒng)和外界都完全復(fù)原的過程。

一切自然過程都是不可逆過程。例如，無摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程才是可逆過程。因?yàn)橛心Σ翐p耗，涉及功熱轉(zhuǎn)換，而功熱轉(zhuǎn)換是不可逆的。

4卡諾定理（1）在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆熱機(jī)

(即經(jīng)歷的循環(huán)過程是可逆的)，其效率都相等，

與工作物質(zhì)無關(guān)。（2）在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切不可逆熱機(jī)

(經(jīng)歷的過程是不可逆循環(huán))，其效率不可能大于可逆熱機(jī)的效率。

以理想氣體為工質(zhì)的卡諾熱機(jī)就是可逆熱機(jī)

(無摩擦、準(zhǔn)靜態(tài))?？ㄖZ熱機(jī)(卡諾循環(huán))的效率是一切熱機(jī)效率的最高極限。

Carnottheorem5電場的邊值關(guān)系(定性)

6電場的邊值關(guān)系

(定量)邊界某處兩側(cè)的電位移矢量分別為D1、D2，在該處附近取扁盒狀高斯面，其底面積為ΔS(很小)。D的法向分量連續(xù)

(當(dāng)界面上無自由電荷時(shí))

7電場的邊值關(guān)系(定量)

8電位移線在界面上的折射邊界兩側(cè)電位移線的條數(shù)相同在界面上無自由電荷時(shí)，通過邊界上任一高斯面的

D的通量為零。可知，在邊界兩側(cè)的電位移線的條數(shù)相同，

即電位移線連續(xù)地通過界面。在界面上電位移線會發(fā)生折射電位移線將折向法線，反之則折離法線。9例題一高壓電器設(shè)備中用一塊均勻的陶瓷片（εr=6.5）作為絕緣，其擊穿場強(qiáng)為107V/m，已知高壓電在陶瓷片外空氣中激發(fā)均勻電場，其場強(qiáng)E1與陶瓷面法線成θ1=300角，大小為E1=2.0×104V/m。求：（1）陶瓷中的電位移D2

和場強(qiáng)E2

的大小和方向，n12D1=1E1D2=2E2陶瓷2空氣1邊界條件10例題一高壓電器設(shè)備中用一塊均勻的陶瓷片（εr=6.5）作為絕緣，其擊穿場強(qiáng)為107V/m，已知高壓電在陶瓷片外空氣中激發(fā)均勻電場，其場強(qiáng)E1與陶瓷面法線成θ1=300角，大小為E1=2.0×104V/m。求：（2