2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：熵和熱力學(xué)基本方程

1熵和熱力學(xué)基本方程2一、克勞修斯等式和不等式工作于兩個(gè)一定溫度之間的任何一個(gè)熱機(jī)的效率不能大于工作于這兩個(gè)溫度之間的可逆熱機(jī)的效率。

等號(hào)適用于可逆熱機(jī)Q1、Q2分別表示從熱源T1、T2吸收的熱量，稱(chēng)克勞修斯等式和不等式。3推廣到n個(gè)熱源：一個(gè)系統(tǒng)在循環(huán)過(guò)程中與溫度為T(mén)1、T2、……Tn的n個(gè)熱源接觸，從這n個(gè)熱源分別吸收Q1、Q2、……Qn的熱量。

等號(hào)對(duì)應(yīng)可逆過(guò)程。對(duì)于更普遍的循環(huán)過(guò)程有：注意：T是熱源溫度并非系統(tǒng)溫度，過(guò)程可逆時(shí)等號(hào)成立。4二、熵和熱力學(xué)基本方程對(duì)于可逆過(guò)程有:系統(tǒng)溫度和與之交換熱量的熱源的溫度必須相等，T在可逆時(shí)亦可看成系統(tǒng)溫度。5若系統(tǒng)從初態(tài)A經(jīng)可逆過(guò)程R到達(dá)終態(tài)B以后，又經(jīng)另一可逆過(guò)程R’回到初態(tài)A，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)過(guò)程

上式表明，在初態(tài)和終態(tài)給定后，積分與可逆過(guò)程的路徑無(wú)關(guān)。ABR’R6定義熵積分形式:

微分形式：是積分因子。熵是狀態(tài)函數(shù)，是廣延量。

7可逆過(guò)程中外界對(duì)系統(tǒng)所作的功是熱力學(xué)基本方程的一般形式為：熱力學(xué)基本微分方程：

熱力學(xué)基本方程：8求理想氣體的熵9如Cp與溫度無(wú)關(guān)，則：對(duì)于一個(gè)以T、V為狀態(tài)變量的過(guò)程，同理可得：要多少個(gè)熱力學(xué)量做獨(dú)立變量才能完全確定一個(gè)平衡態(tài)？選哪幾個(gè)熱力學(xué)量做狀態(tài)參量？10熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表述和熵增加原理設(shè)系統(tǒng)經(jīng)一過(guò)程由初態(tài)A變到終態(tài)B，令系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一個(gè)設(shè)想的可逆過(guò)程由狀態(tài)B回到狀態(tài)A。aABb11熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表述：

dU≤TdS+dW違反此不等式的過(guò)程是不可能實(shí)現(xiàn)的。對(duì)可逆過(guò)程：dU=TdS+dW對(duì)不可逆過(guò)程：

dU<TdS+dW12系統(tǒng)在絕熱條件下：dQ=0SB-SA

≥0熵增加原理：系統(tǒng)經(jīng)可逆絕熱過(guò)程后熵不變，經(jīng)不可逆絕熱過(guò)程后熵增加；在絕熱條件下熵減少的過(guò)程是不可能實(shí)現(xiàn)的。131.不同的系統(tǒng)在同樣的過(guò)程有不同的熱容量；2.同一系統(tǒng)在不同的過(guò)程有不同的熱容量；3.熱容是熱響應(yīng)函數(shù)，只有當(dāng)過(guò)程性質(zhì)確定后，熱容才是體系的性質(zhì)。因此,C不是狀態(tài)函