第五章-熱力學(xué)第一定律

結(jié)構(gòu)框圖熱力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)能變化的兩種量度功熱量熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第二定律等值過程絕熱過程循環(huán)過程卡諾循環(huán)應(yīng)用(理想氣體)(對熱機效率的研究)數(shù)學(xué)表示熵增原理主要內(nèi)容：3．1準(zhǔn)靜態(tài)過程3．2功3．3熱量熱力學(xué)第確定律3．4熱容3．5絕熱過程3．6循環(huán)過程3．7卡諾循環(huán)3．8制冷循環(huán)§3-1準(zhǔn)靜態(tài)過程熱力學(xué)過程當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時間變更時，我們就說系統(tǒng)在經(jīng)驗一個熱力學(xué)過程，簡稱過程。例：推動活塞壓縮汽缸內(nèi)的氣體時，氣體的體積，密度，溫度或壓強都將變更，在過程中的隨意時刻，氣體各部分的密度，壓強，溫度都不完全相同。明顯過程的發(fā)生，系統(tǒng)往往由一個平衡狀態(tài)到平衡受到破壞，再達到一個新的平衡態(tài)。從平衡態(tài)破壞到新平衡態(tài)建立所需的時間稱為弛豫時間，用τ表示。實際發(fā)生的過程往往進行的較快，（如前例）在新的平衡態(tài)達到之前系統(tǒng)又接著了下一步變化。這意味著系統(tǒng)在過程中經(jīng)驗了一系列非平衡態(tài)，這種過程為非靜態(tài)過程。作為中間態(tài)的非平衡態(tài)通常不能用狀態(tài)參量來描述。非靜態(tài)過程在熱力學(xué)中常常探討的志向氣體自由膨脹過程是一個非靜態(tài)過程?！白杂伞敝笟怏w不受阻力沖向右邊。如圖：準(zhǔn)靜態(tài)過程一個過程，假如隨意時刻的中間態(tài)都無限接近于一個平衡態(tài)，則此過程為準(zhǔn)靜態(tài)過程。明顯，這種過程只有在進行的“無限緩慢”的條件下才可能實現(xiàn)。對于實際過程則要求系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變更的特征時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弛豫時間τ才可近似看作準(zhǔn)靜態(tài)過程。熱力學(xué)系統(tǒng)從初態(tài)到末態(tài)，其間經(jīng)驗的每一中間態(tài)都無限接近于平衡態(tài)，這個熱力學(xué)過程就稱為準(zhǔn)靜態(tài)過程(或平衡過程)。準(zhǔn)靜態(tài)過程(1)準(zhǔn)靜態(tài)過程為志向過程。(2)只有過程進行得無限緩慢，即從初態(tài)經(jīng)中間態(tài)轉(zhuǎn)化到末態(tài)，每一狀態(tài)變更所經(jīng)驗的時間都大于馳豫時間才是準(zhǔn)靜態(tài)過程。(3)準(zhǔn)靜態(tài)過程可以用宏觀參量圖賜予表示。

說明明顯作為準(zhǔn)靜態(tài)過程中間狀態(tài)的平衡態(tài)，具有確定的狀態(tài)參量值，對于簡潔系統(tǒng)可用P—V圖上一個點來表示這個平衡態(tài)。系統(tǒng)的準(zhǔn)靜態(tài)變更過程可用P—V圖上的一條曲線表示，稱之為過程曲線。準(zhǔn)靜態(tài)過程是一種志向的極限，但作為熱力學(xué)的基礎(chǔ)，我們要首先著重探討它。VPo等溫過程等體過程等壓過程氣體等溫膨脹§3-2功功是和宏觀位移相聯(lián)系的過程中能量轉(zhuǎn)換的量度;是有規(guī)則運動能量與無規(guī)則運動能量之間的轉(zhuǎn)換。做功可以變更系統(tǒng)的狀態(tài)摩擦升溫（機械功）、電加熱（電功）功是過程量摩擦功：dＡfdl=電功：dＡIUdtUdq==準(zhǔn)靜態(tài)過程中功的計算：微小過程氣體對外作的元功：對有限過程，體積V1V2，則氣體對外作的功為=pdVdA=pSdxPV12ＡPeP(1)體積膨脹過程,dV>0,A>0,氣體對外作正功。對體積壓縮過程,dV<0,A<0,氣體對外作負(fù)功，事實上是外界在對氣體作功。說明(2)在p-V圖上,功是曲線下的面積。曲線下的面積==ApV21V1V2dVp明顯，即使初態(tài)和末態(tài)相同，但過程不同，氣體對外作的功也是不同的-----功是過程量。示功圖：

p-V圖上過程曲線下的面積系統(tǒng)和外界溫度不同，就會傳熱，或稱能量交換，熱量傳遞可以變更系統(tǒng)的狀態(tài)。熱量是在傳熱過程中能量轉(zhuǎn)換的量度;是無規(guī)則運動能量之間的轉(zhuǎn)換。微小熱量：dQ>0表示系統(tǒng)從外界吸熱；<0表示系統(tǒng)向外界放熱?？偀崃浚悍e分與過程有關(guān)。系統(tǒng)的內(nèi)能是狀態(tài)量,猶如P、V、T等量志向氣體：內(nèi)能的變更：只與初、末態(tài)有關(guān)，與過程無關(guān)。熱量是過程量§3-3熱量熱力學(xué)第確定律熱力學(xué)第確定律準(zhǔn)靜態(tài)：dQ=dE+pdV志向氣體：1.)數(shù)學(xué)形式：系統(tǒng)從外界吸熱=內(nèi)能增量+系統(tǒng)對外界做功微小過程：dQ=dE+dA功是標(biāo)量，但有正負(fù)之分。功：宏觀位移；有規(guī)則能無規(guī)能。

規(guī)定：系統(tǒng)對外界作功，體積膨脹時功為正.外界對系統(tǒng)作功，體積縮小時功為負(fù).熱量是過程量,注意熱量是標(biāo)量，也有正負(fù)之分。規(guī)定：外界向系統(tǒng)傳遞的熱量（即系統(tǒng)吸熱）為正.系統(tǒng)向外界傳遞的熱量（即系統(tǒng)放熱）為負(fù).適用范圍：與過程是否準(zhǔn)靜態(tài)無關(guān)。即準(zhǔn)靜態(tài)過程和非靜態(tài)過程均適用。但為便于實際計算，要求初終態(tài)為平衡態(tài)。熱：傳熱過程；無規(guī)則能無規(guī)則能。2.)物理意義：涉及熱運動和機械運動的能量轉(zhuǎn)換及守恒定律。3.)其它表述：第一類永動機是不行能制成的第一類永動機：系統(tǒng)不斷經(jīng)驗狀態(tài)變更后回到初態(tài)，不消耗內(nèi)能，不從外界吸熱，只對外做功違反熱力學(xué)第確定律即：§3-4

氣體的熱容量1.)等體摩爾熱容：一摩爾氣體在體積不變時，溫度變更1K時所吸取或放出的熱量。即：志向氣體的摩爾等體熱容是一個只與分子自由度有關(guān)與溫度無關(guān)的常量。熱量是過程量，對同一個系統(tǒng)，相應(yīng)于不同的過程，其熱容量有不同的值。dQ=dE+pdVdV=0RidTdEdTdQVCV,m2===單原子分子氣體雙原子分子（剛性）１Mol:摩爾熱容1kg比熱容由熱力學(xué)第確定律2.)等壓摩爾熱容：一摩爾氣體在壓力不變時，溫度變更1K時所吸取或放出的熱量。PdVdEdTdQCP,m+=+==dTdEdTPdVdTdQ=dE+pdV邁耶公式留意：一摩爾氣體溫度變更1K時，在等壓過程中比在等體過程中多吸取8.31J的熱量用來對外作功。RTPV=又PdVRdT=RiRCCVP,m22+=+=單原子分子氣體雙原子剛性分子由熱力學(xué)第確定律比熱容比（泊松比）單原子分子3R/25R/21.67剛性雙原子分子5R/27R/21.4剛性多原子分子6R/28R/21.3顯示經(jīng)典理論缺陷，是導(dǎo)致近代物理革命緣由之一理論值與試驗值差異留意：CV,mCP,m比熱容比gRiRCCVP,m22+=+=用γ值和試驗比較，常溫下符合很好，多原子分子氣體則較差，見教材；經(jīng)典理論有缺陷，需量子理論。低溫時，只有平動，i=3；常溫時，轉(zhuǎn)動被激發(fā)，i=3+2=5；高溫時，振動也被激發(fā)，i=3+2+2=7。氫氣T(K)1.52.53.5502705000CV,m/R等值過程等體過程等壓過程等溫過程1）過程方程查理定律1.等體過程（dV=0V=c)熱力學(xué)第確定律應(yīng)用于志向氣體的熱力學(xué)過程2)熱力學(xué)第確定律的具體形式吸熱全部用于增加內(nèi)能：留意：等體摩爾熱容CV,m２.等溫過程（dT=0T=c)1）過程方程玻意耳—馬略特定律2）熱力學(xué)第確定律的具體形式吸熱全部用于對外做功dT=03.等壓過程（dp=0p=c)1)過程方程蓋.呂薩克定律2)熱力學(xué)第確定律的具體形式CP,m等壓摩爾熱容1．絕熱過程§3-5絕熱過程1）過程方程熱力學(xué)第一定律(1)(2)消去dT2）絕熱線絕熱線：比等溫線陡等溫線：pV=恒量雙曲線過pv圖中某點（A)微觀說明：等溫絕熱3)熱力學(xué)第確定律的具體形式4)摩爾熱容0=Q,mC二.多方過程（本教材無）多方過程—摩爾熱容C為常量(即與狀態(tài)參量無關(guān))的準(zhǔn)靜態(tài)過程。多方過程的摩爾熱容C由

pV=RTpdV+Vdp=RdT令—多方指數(shù)由熱力學(xué)第確定律：

CdT=CVdT+pdV由上兩式消去dT，得完成積分就得多方過程的過程方程：解得多方過程的摩爾熱容為由過程方程與狀態(tài)方程有何區(qū)分？過程方程表達的是狀態(tài)變更過程中，各參量(p,V,T)之間的一種約束關(guān)系。對應(yīng)P-V圖上某一特定曲線。如圖所示在某一多方過程，其過程方程可寫為表達系統(tǒng)處在平衡態(tài)時各參量(p,V,T)之間的關(guān)系。對應(yīng)P-V圖上的一個點。P1P2V1V212過程方程只適用于準(zhǔn)靜態(tài)過程。(1)

n=0,等壓過程，Cp=CV+R,過程方程:p=常量或T/V=常量;(2)

n=1,等溫過程，CT=

,過程方程:T=常量或

pV=常量;(3)

n=,等體過程,CV=iR/2,

過程方程:V=常量或

p/T=常量;(4)

n==Cp/CV,絕熱過程，CQ=0,過程方程:探討例圖中pb是絕熱過程,問:pa和pc是吸熱還是放熱過程?于是有

Ea-Ep>Eb-Ep>Ec-Ep知:Ta>Tb>Tc由明顯Apa>Apb>Apc亦即

Qpa>Qpb>Qpc

Ea-Ep+Apa>Eb-Ep+Apb>Ec-Ep+Apc=0所以pa是吸熱,pc是放熱過程。pVpabc?解:∴Ea>Eb>Ec何解對？為什么？例志向氣體自由膨脹，去掉隔板實現(xiàn)平衡后壓強p=?由絕熱方程解一：解二：×*絕熱方程對非靜態(tài)過程不適用例:如圖所示，使1摩爾氧氣（1）由a等溫地變到b；（2）由a等體地變到c，再由c等壓地變到b。試分別計算系統(tǒng)所做的功和吸取的熱量。（ln2=0.693）系統(tǒng)做功和吸熱為(1)ab為等溫過程解：a、b、c三狀態(tài)的狀態(tài)參量分別為a點：Pa=2atm，Va=22.4L，Ta=PaVa/R=546Kb點：Vb=44.8L，Tb=Tac點：Pc=1atm，Vc=22.4L，Tc=273KPb=1atmV(l)22.444.8P(atm)01cab2cb為等壓過程，(2)ac等體過程，Aac=0V(l)22.444.8P(atm)01cab例:bca為志向氣體的絕熱過程，b1a和b2a是隨意過程，分析上述兩過程中氣體做功是正還是負(fù)，過程是吸取還是放熱？對bca絕熱壓縮過程解：應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計算1ab2cdeVP和分別為氣體對外做功和外界對氣體做功，大小為曲邊梯形bcade面積AA對b2a過程A2為b2a過程氣體對外界做的功，大小為曲邊梯形b2ade面積。因為A2>A，Q2<0，此過程放熱，氣體做負(fù)功。A1為b1a過程氣體對外界做的，A1>0，大小為曲邊梯形b1ade面。因為A>A1，Q1>0，此過程吸熱，氣體做負(fù)功。對b1a過程1ab2cdeVP例題如圖所示，確定量氣體經(jīng)過程abc吸熱700J,問：經(jīng)驗過程abcda吸熱是多少？解Q=E+A過程abc:700=Ec-Ea+

Aabc=

過程abcda吸熱:

Q=Ea-Ea+Aabcda

=Aabcda=Aabc+Ada=700-3×4×102=-500J=曲線abc下的面積P(×105pa)4V((×10-3m-3)例圖114oabcd

例題3mol溫度To=273k的氣體，先等溫膨脹為原體積的5倍，再等體加熱到初始壓強，整個過程傳給氣體的熱量是8×104J。畫出p—V圖，并求出比熱比。pV例圖解即Q=3RToln5+3CV(T-To)VoTo5VoTT=5To于是解得CV=21.1由等壓過程方程：假如系統(tǒng)由某一狀態(tài)動身,經(jīng)過隨意的一系列過程,最終又回到原來的狀態(tài),這樣的過程稱為循環(huán)過程。(1)由準(zhǔn)靜態(tài)過程組成的循環(huán)過程，在p-V圖上可用一條閉合曲線表示。過程進行的方向用箭頭表示。pV正循環(huán)(順時針)Q1Q2AA用途:對外作功用途:致冷pV逆循環(huán)(逆時針)Q1Q2

一.循環(huán)過程§3-6循環(huán)過程卡諾循環(huán)熱機（火力發(fā)電）原理圖反應(yīng)器（鍋爐）泵渦輪機發(fā)電機冷凝器冷水熱水循環(huán)汽循環(huán)水PVabcd循環(huán)過程（2）正循環(huán)及其效率熱機的循環(huán):從外界吸熱——對外做功OPV正abcdV1V2正功負(fù)功Q1Q2凈功特征：AQ1Q2（留意這里 Q2只表示放出熱量的多少，是正值）實例：蒸汽機的循環(huán)效率:（3）逆循環(huán)及致冷系數(shù)特點：致冷機的循環(huán)：外界對系統(tǒng)做功——系統(tǒng)向外界放熱OPV逆abcV1V2凈功dQ2Q1實例：電冰箱致冷系數(shù)：（留意這里Q1只表示放出熱量的多少，是正值）例71mol單原子氣體，經(jīng)圖所示的循環(huán)過程abca，圖中ab是等溫過程，V2=2V1,求循環(huán)效率。解VV1V2pacbT>0吸熱<0放熱>0吸熱VV1V2pacbT用等壓過程方程：Tc=2T=13.4%例8

噴氣發(fā)動機的循環(huán)可用圖中所示的循環(huán)過程abcda來表示，圖中ab、cd是等壓過程,bc、da是絕熱過程，Tb=400k,Tc=300k,求循環(huán)效率。解pVabcd由絕熱過程方程：=25%例91mol單原子氣體，經(jīng)圖所示的循環(huán)過程abca，圖中ca的曲線方程為:p/V2=po/Vo2,a點的溫度為To;(1)以To，R表示各分過程氣體吸取的熱量；(2)求循環(huán)效率。解(1)bcpVaVopo9poTo得Tb=9Toac:po/Vo2=9po/Vc

2,Vc=3Vo得Tc=27TobcpVaVopo9poTop/V2=po/Vo2,Vc=3Vo,Tc=27To(2)循環(huán)效率=16.3%二.卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。高溫?zé)嵩礈囟葹門1,低溫?zé)嵩礈囟葹門2。dT1abcT2pVQ1Q2卡諾循環(huán)的效率：由得若將卡諾循環(huán)逆向進行，可得到卡諾致冷機的致冷系數(shù)卡諾循環(huán)的效率只與凹凸溫?zé)嵩吹臏囟扔嘘P(guān)，而與工作物質(zhì)無關(guān)。卡諾循環(huán)的重大意義：表明白提高熱機效率的關(guān)鍵在于提高高溫?zé)釒斓臏囟?。?0卡諾循環(huán)中，高溫?zé)嵩礈囟仁堑蜏責(zé)嵩礈囟鹊膎倍，一個卡諾循環(huán)中氣體將把吸熱的倍交給低溫?zé)嵩?。所?/n因?qū)σ磺醒h(huán)適用只對卡諾循環(huán)適用留意：例11卡諾循環(huán)中，高溫?zé)嵩礈囟萒1=400k,低溫?zé)嵩礈囟萒2=300k,一個循環(huán)對外作功800J?，F(xiàn)只把高溫?zé)嵩礈囟忍岣叩絋1，其它條件不變，要對外作功1000J，求T1和此時的效率。

解前后兩過程的共同點：放熱不變。=0.25Q2=2400=29.4%T1=425kT1abcdT2pVT1例12把電冰箱視為卡諾致冷機，若室溫t1=11°C,冷凍室溫度t2=-10°C,要從冷凍室吸走12500J的熱量，需消耗多少電能？解：=12.5即要從冷凍室吸走12500J的熱量，需消耗電能1000J。第四章熱力學(xué)其次定律只滿足能量守恒的過程確定能實現(xiàn)嗎？m通過摩擦而使功變熱的過程是不行逆的，或熱不能自動轉(zhuǎn)化為功；唯一效果是熱全部變成功的過程是不行能的。功熱轉(zhuǎn)換過程具有方向性。功熱轉(zhuǎn)換§

4-1.自發(fā)過程的方向性熱傳導(dǎo)熱量由高溫物體傳向低溫物體的過程是不行逆的；或，熱量不能自動地由低溫物體傳向高溫物體。氣體的絕熱自由膨脹氣體向真空中絕熱自由膨脹的過程是不行逆的。非平衡態(tài)到平衡態(tài)的過程是不行逆的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是不行逆的。一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是按確定的方向進行的。說明自然宏觀過程進行的方向的規(guī)律稱為熱力學(xué)其次定律，它有兩種表述：1.開爾文表述不行能從單一熱源吸取熱量，使它完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ灰鹌渌兏?。熱源QA從單一熱源吸取熱量，使它完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，確定要引起其它變更。特例：等溫過程從單一熱源吸取熱量，并完全用來做功，必導(dǎo)致系統(tǒng)體積變更。§4-2熱力學(xué)其次定律B.其次類永動機不行能制成。熱量不能自動地從低溫物體傳向高溫物體。2.克勞修斯表述探討：A.沒有外界做功，不行能從低溫?zé)嵩磳崃總鬏數(shù)礁邷責(zé)嵩础.其次類永動機不行能制成。高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩碤2Q1A熱力學(xué)其次定律是探討熱機效率和制冷系數(shù)時提出的。對熱機，不行能吸取的熱量全部用來對外作功；對制冷機，若無外界作功，熱量不行能從低溫物體傳到高溫物體。熱力學(xué)其次定律的兩種表述形式，解決了物理過程進行的方向問題。熱力學(xué)其次定律的兩種表述形式是等效的，若其中一種說法成立，則另一種說法也成立；反之亦然。熱力學(xué)其次定律不是推出來的，而是從大量客觀實踐中總結(jié)出來的規(guī)律，因此，不能干脆驗證其正確性。3.兩種表述是等價的假設(shè)克勞修斯表述不成立，則開爾文表述也不成立。假設(shè)開爾文表述不成立，則克勞修斯表述也不成立。熱力學(xué)其次定律的微觀實質(zhì)從微觀上看，任何熱力學(xué)過程都伴隨著大量分子的無序運動的變更。熱力學(xué)其次定律就是說明大量分子運動的無序程度變更的規(guī)律。熱力學(xué)其次定律的微觀實質(zhì)：在孤立系統(tǒng)內(nèi)所發(fā)生的一切實際宏觀過程，總是沿著分子運動無序性增大的方向進行。功轉(zhuǎn)換為熱：大量分子的有序運動向無序運動轉(zhuǎn)化，是可能的；而相反的過程，是不行能的。熱傳導(dǎo)：大量分子運動的無序性由于熱傳導(dǎo)而增大了。自由膨脹：大量分子向體積大的空間擴散，無序性增大。從統(tǒng)計觀點探討過程的不行逆性和熵的微觀意義，由此深化相識其次定律的本質(zhì)。不行逆過程的統(tǒng)計性質(zhì)（以氣體自由膨脹為例）一個被隔板分為A、B相等兩部分的容器，裝有4個涂以不同顏色分子。起先時，4個分子都在A部，抽出隔板后分子將向B部擴散并在整個容器內(nèi)無規(guī)則運動。隔板被抽出后，4分子在容器中可能的分布情形如下圖所示：§4-4熱力學(xué)概率與自然過程方向1.統(tǒng)計意義分布（宏觀態(tài)）詳細(xì)分布（微觀態(tài)）14641共有24=16種可能的方式，而且4個分子全部退回到A部的可能性即幾率為1/24=1/16。可認(rèn)4個分子的自由膨脹是“可逆的”。一般來說，若有N個分子，則共2N種可能方式，而N個分子全部退回到A部的幾率1/2N.對于真實理想氣體系統(tǒng)N1023/mol，這些分子全部退回到A部的幾率為。此數(shù)值極小，意味著此事件永遠(yuǎn)不回發(fā)生。從任何實際操作的意義上說，不可能發(fā)生此類事件，因為在宇宙存在的年限（1018秒）內(nèi)誰也不會看到發(fā)生此類事件。對單個分子或少量分子來說，它們擴散到B部的過程原則上是可逆的。但對大量分子組成的宏觀系統(tǒng)來說，它們向B部自由膨脹的宏觀過程事實上是不行逆的。這就是宏觀過程的不行逆性在微觀上的統(tǒng)計說明。各種宏觀態(tài)不是等幾率的。那種宏觀態(tài)包含的微觀態(tài)數(shù)多，這種宏觀態(tài)出現(xiàn)的可能性就大。在上例中，勻整分布這種宏觀態(tài)，相應(yīng)的微觀態(tài)最多，熱力學(xué)幾率最大，實際觀測到的可能性或幾率最大。對于1023個分子組成的宏觀系統(tǒng)來說，勻整分布這種宏觀態(tài)的熱力學(xué)幾率與各種可能的宏觀態(tài)的熱力學(xué)幾率的總和相比，此比值幾乎或事實上為100%。因此，實際觀測到的總是勻整分布這種宏觀態(tài)。即系統(tǒng)最終所達到的平衡態(tài)。熱力學(xué)其次定律的統(tǒng)計表述：孤立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程總是從包含微觀態(tài)數(shù)少的宏觀態(tài)向包含微觀態(tài)數(shù)多的宏觀態(tài)過渡，從熱力學(xué)幾率小的狀態(tài)向熱力學(xué)幾率大的狀態(tài)過渡。定義熱力學(xué)幾率：與同一宏觀態(tài)相應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)稱為熱力學(xué)幾率。記為。熵與熱力學(xué)幾率有關(guān)玻爾茲曼建立了此關(guān)系玻爾茲曼公式：S=kln

(k為玻爾茲曼常數(shù)）熵的微觀意義：系統(tǒng)內(nèi)分子熱運動無序性的一種量度。（也被用到信息中）越大，微觀態(tài)數(shù)就越多，系統(tǒng)就越混亂越無序。玻爾茲曼公式§4-5玻爾茲曼公式和熵增加原理S----熵宏觀熱力學(xué)指出：孤立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程總是朝著熵增加的方向進行。與熱力學(xué)其次定律的統(tǒng)計表述相比較熵的可加性:與微觀狀態(tài)的可乘性相對應(yīng).兩個獨立系統(tǒng)的熵為二系統(tǒng)熵之和.

子系統(tǒng)的微觀狀態(tài)數(shù)是獨立的,不相干的.

(孤立系,自然過程)§8-6熱力學(xué)過程的不行逆性廣義定義：假設(shè)所考慮的系統(tǒng)由一個狀態(tài)動身經(jīng)過某一過程達到另一狀態(tài)，假如存在另一個過程，它能使系統(tǒng)和外界完全復(fù)原（即系統(tǒng)回到原來狀態(tài)，同時原過程對外界引起的一切影響）則原來的過程稱為可逆過程；反之，假如用任何曲折困難的方法都不能使系統(tǒng)和外界完全復(fù)員，則稱為不行逆過程。狹義定義：系統(tǒng)狀態(tài)變更過程中,逆過程能重復(fù)正過程的每一個狀態(tài),且不引起其他變更的過程。志向氣體絕熱自由膨脹是不行逆的。在隔板被抽去的瞬間，氣體聚集在左半部，這是一種非平衡態(tài)，此后氣體將自動膨脹充溢整個容器。最終達到平衡態(tài)。其反過程由平衡態(tài)回到非平衡態(tài)的過程不行能自動發(fā)生。不行逆過程不是不能逆向進行，而是說當(dāng)過程逆向進行時，逆過程在外界留下的痕跡不能將原來正過程的痕跡完全消退。熱傳導(dǎo)過程是不行逆的。熱量總是自動地由高溫物體傳向低溫物體，從而使兩物體溫度相同，達到熱平衡。從未發(fā)覺其反過程，使兩物體溫差增大。１.熱力學(xué)過程的不行逆性卡諾循環(huán)是可逆循環(huán)?？赡?zhèn)鳠岬臈l件是：系統(tǒng)和外界溫差無限小，即等溫?zé)醾鲗?dǎo)。在熱現(xiàn)象中，這只有在準(zhǔn)靜態(tài)和無摩擦的條件下才有可能。無摩擦準(zhǔn)靜態(tài)過程是可逆的。