物化濤07第二定律熵判據(jù)

3－2熱力學(xué)第二定律TheSecondLawofThermodynamicsKelvin說法(1851年)：第二類永動(dòng)機(jī)不可能熱源第二類永動(dòng)機(jī)QW高溫?zé)嵩礋釞C(jī)Q2T2W低溫?zé)嵩碩1Q1

不必進(jìn)行數(shù)學(xué)證明：用途：解決可能性(方向)，如P72例3－13－3Carnot循環(huán)和Carnot定理

關(guān)于熱機(jī)(循環(huán))效率一、Carnot循環(huán)的效率(EfficiencyofCarnotCycle)1.任意熱機(jī)(cycle)的效率：2.Carnotcycle的效率：pVCarnotcycle：理想氣體

可逆循環(huán)的效率：二、Carnot定理

定理：<ircycle=rcycle(1)意義：的極限提高的根本途徑(2)正確的結(jié)論和錯(cuò)誤的證明Carnot定理的理論意義：3－4熵(Entropy)一、熵函數(shù)的發(fā)現(xiàn)(Discoveryofentropy)<ircycle=rcycle即

對兩個(gè)熱源間的可逆循環(huán)：熱溫商之和等于0

對任意可逆循環(huán)(許許多多個(gè)熱源)：pV可用許多小Carnot循環(huán)之和近似。(封閉折線)當(dāng)小Carnot循環(huán)無限多(Qr→0)時(shí)便成為此循環(huán)。(任意可逆循環(huán))即必是某個(gè)函數(shù)的全微分(∵只有全微分的積分才與路徑無關(guān))。Clausius令該函數(shù)為S(熵)：熵的定義(1)條件：reversibleprocessonlyrir12(2)S是容量性質(zhì)，J.K-1二、熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式對兩個(gè)熱源間的不可逆循環(huán)：熱溫商之和小于0對任意不可逆循環(huán)：(MathematicalexpressionofTheSecondLaw)對不可逆循環(huán)ABAirrirrAB上式為>ir=rClausiusInequality(1)意義：在不可逆過程中系統(tǒng)的熵變大于過程的熱溫商，在可逆過程中系統(tǒng)的熵變等于過程的熱溫商。即系統(tǒng)中不可能發(fā)生熵變小于熱溫商的過程。是一切非敞開系統(tǒng)的普遍規(guī)律。(2)T是環(huán)境溫度：當(dāng)使用其中的“＝”時(shí)，可認(rèn)為T

(3)與“第二類永動(dòng)機(jī)不可能”等價(jià)。是系統(tǒng)溫度。(4)用途：判斷過程性質(zhì)>=<irr不可能3－5熵增加原理(Theprincipleofentropyincrement)

用ClausiusInequality判據(jù)過程的利弊：

對絕熱系統(tǒng)：>ir=r意義：絕熱系統(tǒng)的熵不可能減少(熵增加原理)并沒有明確解決方向問題：ir不一定自發(fā)

對孤立系統(tǒng)：>自發(fā)=可逆意義：孤立系統(tǒng)中進(jìn)