热力学第二定律的表述卡诺定理.ppt

8-6热力学第二定律的表述卡诺定理
热力学第二定律
的表述卡诺定理
第八章热力学基础
8-6热力学第二定律的表述卡诺定理
总结
1功热转换的条件第一定律无法说明
2热传导的方向性、气体自由膨胀的不可
逆性问题第一定律无法说明
热力学第二定律的两种表述
开尔文说法:不可能制造出这样一种循
环工作的热机,它只使单一热源冷却来做功,而
不放出热量给其他物体,或者说不使外界发生任
何变化
第八章热力学基础
8-6热力学第二定律的表述卡诺定理
今说
明
(1)热力学第二定律开尔文表述
的另一叙述形式第二类永动
机不可能制成
(2)热力学第二定律的开尔文表述
实际上表明了
--A(=Q)
A
理想热机
第八章热力学基础
8-6热力学第二定律的表述卡诺定理
O
(,7
T
W
等温膨胀过程是从
P
k单一热源吸热作功,而
不放出热量给其它物体,
但它非循环过程
7>72高温热源T1
卡诺
循环是循
环过程
卡诺热机
但需两个
Q
热源,且
使外界发
低温热源T2生变化
第八章热力学基础
8-6热力学第二定律的表述卡诺定理
2克劳修斯说法:不可能把热量从低温物体自
动传到高温物体而不引起外界的变化
T>T高温热源T
B
卡诺致冷机W
027
低温热源T2
虽然卡诺致冷机能把热量从低温物体移至高温
物体,但需外界作功且使环境发生变化
第八章热力学基础
8-6热力学第二定律的表述卡诺定理如
说明
温T的热库
(1)热力学第二定律克劳修斯表述的另一
叙述形式理想制冷机不可能制成
(2)热力学第二定律的克劳修斯表述
实际上表明了
温T2的热库
、制冷机的能流图示方法
理想致冷机
温热源T
热机的能流图
数二高温热源
↓」
↑Q
冷机的能流
A
低温热源
图低温热源
第八章热力学基础
8-6热力学第二定律的表述卡诺定理
4热力学第二定律的两种表述等价
(1)假设开尔文
高温热源
表述不成立g
克劳修斯表
↑Q
述不成立
低温热源
(2)假设克劳修斯
表述不成立
高温热源
12
开尔文表
述不成立
1,9
低温热源
第八章热力学基础
8-6热力学第二定律的表述卡诺定理
注意
1)热力学第二定律是大量实验和经验的总结
2)热力学第二定律开尔文说法与克劳修斯说
法具有等效性
3)热力学第二定律独立与热力学第一定律。
4)热力学第二定律是反映自然界自发宏观过
程进行的方向性即哪些过程能自发进行,哪些过
程不能自发进行
第八章热力学基础
二、可逆过程的引入
与热现象有关的自然界的过程是有方向性的,人类
社会中的许多过程也是有方向性的。如:
高温
物体
膨胀的气体
热量自动
体积自动
低温
物体
压缩的气体
热力学过程通常分为两类:可逆过程和不可逆过程
1可逆与不可逆过
移可逆过程:若系统经历了某一个过程,由状态1
变化到状态2,如果存在另一过程,它能使系统和
外界完全复原,则原过程称为可逆过程。
P
准静态等温过程-1PT
三
p2
O
V2V
准静态无摩擦过程为可逆过程