热力学第二定律.ppt

第五章热力学第二定律






The second law of thermodynamics
热力学第一定律说明了能量在传递和转化时的数量关系,未能表明能量传递或转化时的方向、条件和限度。
热力学第二定律就是解决与热现象有关的过程进行的方向、条件和限度等问题的规律,其中最根本的是方向问题。
热力学第二定律
一、自然过程的方向性
1、功热转化
可见,功可以自发地转为热,而热不可能自发地转为功。
耗散效应是造成过程不可逆的因素之一。
重物下落,水温升高;
水温下降,重物升高?
只要重物位能增加小于等于水内能减少,不违反热力学第一定律。
电流通过电阻,产生热量;
对电阻加热,电阻内产生反向电流?
只要反向电能不大于加入热能,不违反热力学第一定律。
2、有限温差传热
可见,有限温差传热是在温度差作用下进行的非准平衡过程。
有限温差传热是不可逆过程。
只要Qin不大于Qout,并不违反热力学第一定律。
3、自由膨胀
可见,自由膨胀是在压力差作用下进行的非准平衡过程。
自由膨胀是不可逆过程。
4、混合过程
可见,混合过程是在浓度差作用下进行的非准平衡过程。
混合过程是不可逆过程。
非准平衡过程是造成过程不可逆的另一因素。
(1)自然过程中凡是能够独立地、无条件自动进行的过程,称为自发过程。
(2)另一类不能独立地自动进行而需要外界帮助作为补充条件的过程,称为非自发过程。
(3)不可逆是自发过程的重要特征和属性。
说明:
能量转换方向性的实质是能质有差异
无限可转换能量——机械能和电能
部分可转换能量——热能
不可转换能量——环境介质的热力学能
能质降低的过程可自发进行,反之需一定条件——补偿过程,其总效果是总体能质降低。
代价
代价