大學(xué)物理學(xué)（第二版）課件：熱力學(xué)基礎(chǔ)

熱力學(xué)基礎(chǔ)

永動(dòng)機(jī)的設(shè)想圖本章內(nèi)容9.1平衡態(tài)

態(tài)參量

熱力學(xué)第零定律9.2準(zhǔn)靜態(tài)過程功熱量9.3內(nèi)能

熱力學(xué)第一定律9.4熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用

9.5循環(huán)過程卡諾循環(huán)9.6熱力學(xué)第二定律

9.7熵熵增原理9.1平衡態(tài)態(tài)參量熱力學(xué)第零定律9.1.1平衡態(tài)態(tài)參量熱力學(xué)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱系統(tǒng)）在熱力學(xué)中，把所要研究的對(duì)象，即由大量微觀粒子組成的物體或物體系稱為熱力學(xué)系統(tǒng)。1.

平衡態(tài)外界熱力學(xué)系統(tǒng)開放系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間，既有物質(zhì)交換，又有能量交換。封閉系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間，沒有物質(zhì)交換，只有能量交換。孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間，既無物質(zhì)交換，又無能量交換。一個(gè)系統(tǒng)與外界之間沒有能量和物質(zhì)的傳遞，系統(tǒng)的能量也沒有轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，系統(tǒng)的組成及其質(zhì)量均不隨時(shí)間而變化，這樣的狀態(tài)叫做熱力學(xué)平衡態(tài)。①.平衡態(tài)是一個(gè)理想狀態(tài)；②.平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡；③.對(duì)于平衡態(tài)，可以用p-V圖上的一個(gè)點(diǎn)來表示。說明系統(tǒng)的外界（簡(jiǎn)稱外界）能夠與所研究的熱力學(xué)系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其它物體，稱為外界。把用來描述系統(tǒng)宏觀狀態(tài)的物理量稱為狀態(tài)參量.氣體的宏觀狀態(tài)可以用V、p、T描述體積V——幾何參量壓強(qiáng)p——力學(xué)參量溫度T——熱力學(xué)參量說明①氣體的p、V、T

是描述大量分子熱運(yùn)動(dòng)集體特征的物理量，是宏觀量，而氣體分子的質(zhì)量、速度等是描述個(gè)別分子運(yùn)動(dòng)的物理量，是微觀量②根據(jù)系統(tǒng)的性質(zhì)，可能還需要引入化學(xué)參量、電磁參量等。2.

態(tài)參量如果兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)與處于確定狀態(tài)的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則這兩個(gè)系統(tǒng)彼此間也處于熱平衡，這一結(jié)論稱為熱力學(xué)第零定律。9.1.2熱力學(xué)第零定律溫度熱力學(xué)第零定律熱力學(xué)第零定律表明，處在同一平衡態(tài)的所有熱力學(xué)系統(tǒng)都有一個(gè)共同的宏觀性質(zhì)，這個(gè)決定系統(tǒng)熱平衡的宏觀性質(zhì)的物理量可以定義為溫度。溫度的數(shù)值表示法叫做溫標(biāo)。溫度在熱力學(xué)中通常采用一種不依賴于任何物質(zhì)特性的熱力學(xué)溫標(biāo)，叫絕對(duì)溫標(biāo)。由該溫標(biāo)確定的溫度，稱為熱力學(xué)溫度，或絕對(duì)溫度。1960年以來，國(guó)際上規(guī)定，熱力學(xué)溫度T是基本的物理量，其單位是開（K）。人們?cè)谏詈图夹g(shù)中常用攝氏溫標(biāo)，用t表示（單位是度，記為oC），攝氏溫度與熱力學(xué)溫度T之間的關(guān)系為：9.1.3理想氣體狀態(tài)方程波意耳—馬略特定律:

pV=Const蓋—呂薩克定律:V/T=Const查理定律:

p/T=Const1.理想氣體理想氣體:在任何情況下絕對(duì)遵守氣體實(shí)驗(yàn)三定律（?！R、查理、蓋—呂薩克定律）及阿伏伽德羅定律的氣體。溫度不太低（與室溫相比），壓強(qiáng)不太大（與大氣壓比較）的氣體。阿伏伽德羅定律:在同溫同壓下，相同體積的氣體含有相同數(shù)量的分子。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1摩爾任何氣體所占有的體積都為22.4升。2.理想氣體狀態(tài)方程形式1m—?dú)怏w質(zhì)量M—?dú)怏w摩爾質(zhì)量R=8.31J·mol-1·K-1—摩爾氣體常量形式2或例9.1.1

氧氣瓶的壓強(qiáng)降到106Pa即應(yīng)重新充氣，以免混入其它氣體而需洗瓶。今有一瓶氧氣，容積為32L，壓強(qiáng)為1.3

107Pa，若每天用105Pa的氧氣400L，問此瓶氧氣可供多少天使用？設(shè)使用時(shí)溫度不變。解：原來氣體、每天用去氣體和剩余氣體，這三部分氣體的狀態(tài)參量分別為，使用時(shí)的溫度為T，氧氣的摩爾質(zhì)量為32g/mol。設(shè)可供x

天使用，則原有量=x*每天用量+剩余量。分別對(duì)這三部分氣體列出狀態(tài)方程，有同時(shí)且熱力學(xué)過程當(dāng)熱力學(xué)系統(tǒng)在外界影響下，從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的變化過程，簡(jiǎn)稱過程。9.2

準(zhǔn)靜態(tài)過程功熱量和內(nèi)能

非靜態(tài)過程在系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中，如果系統(tǒng)經(jīng)歷的中間狀態(tài)是一系列的非平衡態(tài)9.2.1準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程

一個(gè)過程，如果任意時(shí)刻的中間態(tài)都無限接近于一個(gè)平衡態(tài)，則此過程為。顯然，這種過程只有在進(jìn)行的“無限緩慢”的條件下才可能實(shí)現(xiàn)。對(duì)于實(shí)際過程則要求系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的特征時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弛豫時(shí)間τ才可近似看作準(zhǔn)靜態(tài)過程。準(zhǔn)靜態(tài)過程的每個(gè)中間狀態(tài)都是平衡態(tài)，有確定的狀態(tài)參量值，可用p—V圖上的一點(diǎn)來表示。系統(tǒng)的準(zhǔn)靜態(tài)變化過程可用p—V圖上的一條曲線表示，稱之為過程曲線。氣體活塞砂子無摩擦準(zhǔn)靜態(tài)過程，其特點(diǎn)是沒有摩擦力，外界在準(zhǔn)靜態(tài)過程中對(duì)系統(tǒng)的作用力，可以用系統(tǒng)本身的狀態(tài)參量來表示。12pv當(dāng)活塞移動(dòng)微小位移dl時(shí)，系統(tǒng)對(duì)外界所作的元功為：系統(tǒng)體積由V1變?yōu)閂2，系統(tǒng)對(duì)外界作總功為：外界對(duì)系統(tǒng)作功準(zhǔn)靜態(tài)過程9.2.2功體積功：熱力學(xué)系統(tǒng)體積改變時(shí)對(duì)外所做的機(jī)械功。系統(tǒng)作功是通過物體作宏觀位移來完成的。功是能量傳遞和轉(zhuǎn)換的量度，它引起系統(tǒng)熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化.

系統(tǒng)對(duì)外作正功；系統(tǒng)對(duì)外作負(fù)功；系統(tǒng)不作功。體積功的圖示比較a,b過程可知，功的數(shù)值不僅與初態(tài)和末態(tài)有關(guān)，而且還依賴于所經(jīng)歷的中間狀態(tài)，功與過程的路徑有關(guān)?！κ沁^程量由積分意義可知，功的大小等于p—V

圖上過程曲線p(V)下的面積。熱量:系統(tǒng)和外界因溫度不同而傳遞的能量微小熱量：表示系統(tǒng)從外界吸熱表示系統(tǒng)向外界放熱系統(tǒng)和外界溫度不同，就會(huì)傳熱，或稱能量交換.熱量傳遞可以改變系統(tǒng)的狀態(tài).9.2.3熱量功與熱量的異同①過程量：與過程有關(guān)；②等效性：改變系統(tǒng)熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)作用相同；

③功與熱量的物理本質(zhì)不同?？偀崃浚悍e分與過程有關(guān)宏觀運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)功分子熱運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)熱量因此，熱量是過程量。

熱量的單位是焦耳（J）9.3.1內(nèi)能2AB1**2AB1**9.3內(nèi)能熱力學(xué)第一定律系統(tǒng)通過絕熱過程從一狀態(tài)過渡到另一狀態(tài)，做功只與始、末狀態(tài)有關(guān)，而與具體的做功過程無關(guān)。所以存在一個(gè)由系統(tǒng)狀態(tài)決定的物理量E，使得實(shí)驗(yàn)證明系統(tǒng)從A

狀態(tài)變化到B

狀態(tài)，可以采用做功和傳熱的方法，不管經(jīng)過什么過程，只要始末狀態(tài)確定，做功和傳熱之和保持不變.對(duì)理想氣體，內(nèi)能是狀態(tài)參量T的單值函數(shù)。對(duì)一般氣體，內(nèi)能是狀態(tài)參量T、V的單值函數(shù)。Q>0，系統(tǒng)吸收熱量；Q<0,系統(tǒng)放出熱量；W>0,系統(tǒng)對(duì)外作正功；W<0,系統(tǒng)對(duì)外作負(fù)功；

E>0,系統(tǒng)內(nèi)能增加，

E<0,系統(tǒng)內(nèi)能減少。規(guī)定熱力學(xué)第一定律的普遍形式9.3.2熱力學(xué)第一定律某一過程，系統(tǒng)從外界吸熱Q，對(duì)外界做功W，系統(tǒng)內(nèi)能從初始態(tài)E1變?yōu)?/p>

E2，則由能量守恒對(duì)無限小過程對(duì)于準(zhǔn)靜態(tài)過程，如果系統(tǒng)對(duì)外作功是通過體積的變化來實(shí)現(xiàn)的，則對(duì)氣體準(zhǔn)靜態(tài)有限過程9.3.3熱容量系統(tǒng)在某一無限小過程中吸收熱量dQ與溫度變化dT的比值稱為系統(tǒng)在該過程的熱容量(C)

C表示系統(tǒng)溫度升高1K

所吸收的熱量單位質(zhì)量的熱容量叫比熱容（c）1mol物質(zhì)的熱容量（Cm）叫摩爾熱容量1.

熱容量定容熱容量2.

定容熱容量根據(jù)熱力學(xué)第一定律和理想氣體定容過程特點(diǎn)對(duì)一個(gè)有限過程，溫度從T0變化到T，有積分得氣體的定容摩爾熱容量3.定壓熱容量氣體的定壓熱容量根據(jù)熱力學(xué)第一定律和理想氣體定壓過程特點(diǎn)氣體的定壓摩爾熱容量在等壓過程，溫度升高1度時(shí)，1mol

理想氣體多吸收8.31J

的熱量，用來轉(zhuǎn)換為膨脹時(shí)對(duì)外做功。邁耶公式4.定容熱容量與定壓熱容量的關(guān)系對(duì)1mol理想氣體得定義比熱容比且，對(duì)1mol理想氣體對(duì)1mol理想氣體等值過程：指系統(tǒng)的狀態(tài)變化過程中，狀態(tài)參量（p、V、T）中有一個(gè)保持不變的過程。壓強(qiáng)p保持不變的過程稱為等壓過程；體積V保持不變的稱為等體過程；溫度T不變的稱等溫過程。研究以上過程時(shí)，都將應(yīng)用到一個(gè)共同的規(guī)律：理想氣體狀態(tài)方程絕熱過程：在不與外界作熱量交換的條件下，系統(tǒng)的狀態(tài)變化過程叫做絕熱過程。9.4熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用9.4.1理想氣體的等體過程1、定義：等體過程是系統(tǒng)體積保持不變的過程2、過程的特點(diǎn)：V保持不變或dV=03、過程曲線：該過程對(duì)應(yīng)的p－V曲線是一條平行于p軸的直線，叫等體線。4、過程方程：作功：Wv=0吸熱：內(nèi)能增量由第一定律可得：

E=Q由理想氣體內(nèi)能表達(dá)式,且假定CV=常數(shù)，則有

5、熱力學(xué)第一定律中功、熱量、內(nèi)能的計(jì)算：內(nèi)能增量：

等體過程中的能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)為：系統(tǒng)不對(duì)外界作功。在等體加熱過程中，系統(tǒng)從外界吸收的熱量全部用于增加系統(tǒng)的內(nèi)能；在等體冷卻過程中，系統(tǒng)內(nèi)能的減少量全部成為傳給外界的熱量。由第一定律可得：

E=Q,由理想氣體內(nèi)能表達(dá)式,且假定CV=常數(shù)，則有

6、等體過程中的能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)：9.3.2理想氣體的等壓過程1、定義：等壓過程是系統(tǒng)壓強(qiáng)保持不變的過程2、過程的特點(diǎn)：壓強(qiáng)保持不變或dp=03、過程曲線：等壓過程的p－V線是一條平行于V軸的直線，稱為等壓線作功或4、過程方程：5、熱力學(xué)第一定律中功、熱量、內(nèi)能的計(jì)算：由于理想氣體的內(nèi)能只是溫度的單值函數(shù)，在任何變化過程中，只要溫度的增量相同，那末氣體的內(nèi)能增量均相同，與所經(jīng)歷的過程無關(guān)。但作功、吸熱都與過程有關(guān)，不同過程的作功、吸熱量都不相同。內(nèi)能增量吸熱6、等壓過程中的能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)：等壓過程中的能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)：在等壓膨脹過程中系統(tǒng)吸收的熱量一部分用來增加系統(tǒng)的內(nèi)能，另一部分使系統(tǒng)對(duì)外界作功。在等壓壓縮過程中外界對(duì)系統(tǒng)所作功一部分用來增加系統(tǒng)的內(nèi)能，一部分轉(zhuǎn)化為熱量。例9.4.1

一氣缸中儲(chǔ)有氮?dú)?，質(zhì)量為1.25kg。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下緩慢地加熱，使溫度升高1K。試求氣體膨脹時(shí)所做的功Wp、氣體內(nèi)能的增量以及氣體所吸收的熱量Qp。（氮?dú)夥肿影磩傂噪p原子分子處理，活塞的質(zhì)量以及它與氣缸壁的摩擦均可略去。）解:因過程是等壓的，所以因?yàn)榉肿幼杂啥萯＝5，所以內(nèi)能變化量

吸收熱量為9.4.3等溫過程等溫線1、定義：等溫過程是系統(tǒng)溫度保持不變的過程2、過程的特點(diǎn)：溫度保持不變或dT=03、過程曲線：等溫過程的p－V線是一條雙曲線，稱為等溫線內(nèi)能增量?jī)?nèi)能不變。作功4、過程方程：5、熱力學(xué)第一定律中功、熱量、內(nèi)能的計(jì)算：或dWW根據(jù)熱力學(xué)第一定律并考慮到內(nèi)能的增量為零，得在p-V圖中，W的值為等溫線下的面積?；蛭鼰幔旱葴剡^程中能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)：系統(tǒng)的內(nèi)能保持不變，在等溫膨脹過程中，理想氣體從恒溫?zé)釒?kù)吸收的熱量全部用于對(duì)外作功；在等溫壓縮過程中，外界對(duì)系統(tǒng)所作功，理想氣體全部以熱量形式釋放給外界。6、等溫過程中能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)：求得末態(tài)的溫度為等壓過程中氣體對(duì)外作功為內(nèi)能增量為

吸收的熱量為

9.3.4準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程特征：p、V、T同時(shí)變化。

絕熱過程方程或泊松方程(絕熱指數(shù)

)絕熱過程絕熱過程是系統(tǒng)與外界無熱量交換的過程功和內(nèi)能的轉(zhuǎn)換：系統(tǒng)作工使內(nèi)能減少三個(gè)公式中的常量只對(duì)它們等式左邊的量是恒量，即這三個(gè)量是不相等的絕熱線與等溫線比較絕熱線等溫線等溫絕熱絕熱線比等溫線更陡絕熱方程氣體絕熱自由膨脹氣體真空Q=0，W=0，△E=0絕熱自由膨脹過程氣體的自由膨脹是不可逆的.......................................................................................................⑴.定義：⑶.循環(huán)過程的特征：⑷.循環(huán)過程中的熱一律：熱力學(xué)系統(tǒng)經(jīng)過一系列狀態(tài)變化后，又回到初始狀態(tài)的過程。⑵.循環(huán)過程的P-V圖：氣體對(duì)外作的凈功9.5循環(huán)過程卡諾循環(huán)9.5.1循環(huán)過程⑸.循環(huán)類型：①P-V圖順時(shí)針循環(huán)：凈功A>0,稱為正循環(huán)。以正循環(huán)工作的裝置稱為熱機(jī)。熱機(jī)的目的是將熱轉(zhuǎn)換為功。如火車的蒸汽機(jī)頭。②P-V圖逆時(shí)針循環(huán)：凈功A<0,稱為逆循環(huán)。以逆循環(huán)工作的裝置稱為致冷機(jī)。致冷機(jī)的目的是改變溫度（致冷、致熱），不是將功轉(zhuǎn)換為熱（只是為了改變溫度需要作功，而功最后也變成了熱）。如電冰箱、空調(diào)。致冷機(jī)也可叫熱泵——靠外界作功使熱量由低溫流向高溫處的裝置。熱機(jī):蒸汽機(jī),汽油機(jī),柴油機(jī)等.①常用%表示;②恒小于1;③Q為絕對(duì)值.9.5.2熱機(jī)熱機(jī)效率能夠不斷地把熱量轉(zhuǎn)化為功的裝置，稱為熱機(jī)

鍋爐冷卻器水泵氣缸AQ1Q2蒸汽機(jī)工作簡(jiǎn)圖

工作物質(zhì)：熱機(jī)中被利用來吸收熱量并對(duì)外做功的物質(zhì).致冷機(jī):冰箱,冷氣機(jī),空調(diào)(熱泵)等.①可大于1;②要使低溫?zé)嵩吹臏囟仍降停吕湎禂?shù)越小，需要消耗的外功就越多

.9.5.3致冷機(jī)致冷系數(shù)能夠使熱量不斷的從高溫?zé)嵩磦鹘o低溫?zé)嵩吹难b置，稱為致冷機(jī)

冰箱循環(huán)示意圖法國(guó)工程師卡諾提出一個(gè)工作在兩熱源之間的理想循環(huán)—卡諾循環(huán).他還提出了著名的卡諾定理.卡諾循環(huán)是理想氣體為工質(zhì)由兩個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)等溫過程和兩個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程組成.低溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩纯ㄖZ熱機(jī)9.5.4理想氣體的卡諾循環(huán)AABCD⑴理想氣體卡諾循環(huán)熱機(jī)效率的計(jì)算

A—B

等溫膨脹

B—C

絕熱膨脹

C—D

等溫壓縮

D—A

絕熱壓縮卡諾循環(huán)A—B等溫膨脹吸熱AABCDAABCDC—D

等溫壓縮放熱

D—A

絕熱過程B—C

絕熱過程

卡諾熱機(jī)效率卡諾熱機(jī)效率與工作物質(zhì)無關(guān)，只與兩個(gè)熱源的溫度有關(guān)，兩熱源的溫差越大，則卡諾循環(huán)的效率越高.

AABCD⑵卡諾致冷機(jī)（卡諾逆循環(huán)）高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩纯ㄖZ致冷機(jī)卡諾致冷機(jī)致冷系數(shù)abcdVVVPVV20314T12TQ2Q1A例1一臺(tái)電冰箱放在室溫為的房間里，冰箱儲(chǔ)藏柜中的溫度維持在.現(xiàn)每天有的熱量自房間傳入冰箱內(nèi),若要維持冰箱內(nèi)溫度不變,外界每天需作多少功,其功率為多少?設(shè)在至之間運(yùn)轉(zhuǎn)的致冷機(jī)(冰箱)的致冷系數(shù),是卡諾致冷機(jī)致冷系數(shù)的55%.解由致冷機(jī)致冷系數(shù)得房間傳入冰箱的熱量熱平衡時(shí)房間傳入冰箱的熱量熱平衡時(shí)保持冰箱在至之間運(yùn)轉(zhuǎn),每天需作功功率⑴.開爾文表述不可能制成一種循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī)，它只從一個(gè)從單一熱源吸取熱量，并使之完全變成有用的功而不引起其他變化。另一表述：第二類永動(dòng)機(jī)（從單一熱源吸熱并全部變?yōu)楣Φ臒釞C(jī)）是不可能實(shí)現(xiàn)的。9.6.1熱力學(xué)第二定律9.6熱力學(xué)第二定律①理解“不產(chǎn)生其影響”的含義W=Q1-Q2Q2Q1ET1T2T2T1Q2W=Q1-Q2T1W=QQE②單熱源熱機(jī)（第二類永動(dòng)機(jī)）是不可能制成的③實(shí)際熱機(jī)最少要有兩個(gè)高低溫?zé)嵩矗═1，T2），熱機(jī)的效率

<100%WQ2Q1ET1T2④表明了熱功轉(zhuǎn)化的不可逆性fv0魯?shù)婪颉ぶ炖~斯·埃曼努埃爾·克勞修斯，德國(guó)物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家，熱力學(xué)的主要奠基人之一。他重新陳述了薩迪·卡諾的定律（又被稱為卡諾循環(huán)），把熱理論推至一個(gè)更真實(shí)更健全的基礎(chǔ)。他最重要的論文于1850年發(fā)表，該論文是關(guān)于熱的力學(xué)理論的，其中首次明確指出熱力學(xué)第二定律的基本概念。他還于1855年引進(jìn)了熵的概念。RudolfJuliusEmanuelClausius（1822－1888）⑵.克勞修斯表述熱量不可能自動(dòng)地從低溫物體傳到高溫物體。而不產(chǎn)生影響WQ2Q1＝Q2＋WET1T2T2T1Q2W=Q1-Q2①理解“不產(chǎn)生其影響”的含義②要使熱量從低溫物體傳給高溫物體，必須有外界做功。即致冷機(jī)的致冷系數(shù)不可能無限大。WQ2Q1ET1T2③表明了熱量傳遞的不可逆性T1T2Q(T1>T2)T1T2Q(T1>T2)⑶.兩種表述的等效性①

如果開爾文表述不成立，則克勞修斯表述也不成立Q2Q1+Q2EW=Q1EQ1高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2Q2Q2高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2②

如果克勞修斯表述不成立，則開爾文表述也不成立Q2W=Q1-Q2Q2Q1E高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2W=Q1-Q2EQ1-Q2高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2非自發(fā)傳熱自發(fā)傳熱高溫物體低溫物體熱傳導(dǎo)熱功轉(zhuǎn)換完全功不完全熱自然界一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過程都是不可逆的.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)無序有序自發(fā)非均勻、非平衡均勻、平衡自發(fā)可逆過程:

在系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中,如果逆過程能重復(fù)正過程的每一狀態(tài),而不引起其他變化.不可逆過程:

在不引起其他變化的條件下,不能使逆過程重復(fù)正過程的每一狀態(tài),或者雖然重復(fù)但必然會(huì)引起其他變化.注意：不可逆過程不是不能逆向進(jìn)行，而是說當(dāng)過程逆向進(jìn)行時(shí)，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除。一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀自發(fā)過程都是不可逆的。9.6.2可逆過程不可逆過程對(duì)于孤立系統(tǒng)，從非平衡態(tài)向平衡態(tài)過渡是自動(dòng)進(jìn)行的，這樣的過程叫自發(fā)過程。具有確定的方向性。(1)功變熱是自動(dòng)地進(jìn)行的。

功熱轉(zhuǎn)換的過程是有方向性的。(2)熱量是自動(dòng)地從高溫物體傳到低溫物體。

熱傳遞過程是有方向性的。(3)氣體自動(dòng)地向真空膨脹。

氣體自由膨脹過程是有方向性的。熱功轉(zhuǎn)換的方向性：WQ100％WQ100％T1T2Q(T1>T2)T1T2Q(T1>T2)熱傳遞的不可逆性：

氣體絕熱自由膨脹的不可逆性：

墨水?dāng)U散是一個(gè)不可逆過程返回1）在相同的高溫?zé)嵩磁c相同的低溫?zé)嵩粗g工作的一切可逆機(jī)，不論用什么工作物質(zhì)，效率相等。2）在相同的高溫?zé)嵩磁c相同的低溫?zé)嵩粗g工作的一切不可逆機(jī)的效率小于可逆機(jī)的效率。

=:對(duì)應(yīng)可逆機(jī)

<:對(duì)應(yīng)不可逆機(jī)WQ2Q1ET1T29.6.3卡諾定理WQ2Q1ET1T2可逆熱機(jī)與不可逆熱機(jī)WQ2Q1ET1T2可逆熱機(jī):WQ2Q1E高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2不可逆熱機(jī)：WE高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2致冷機(jī)的性能界限WQ2Q1ET1T2熱力學(xué)第一定律：第一類永動(dòng)機(jī)不存在：T1W=QQEWE熱力學(xué)第二定律：第二類永動(dòng)機(jī)不存在：實(shí)際熱機(jī)：最少要有兩個(gè)高低溫?zé)嵩矗═1，T2）：W=Q1-Q2Q2Q1ET1T29.7熵熵增原理

9.7.1熵熵的定義有兩種，用宏觀量熱量和溫度來定義的熵稱作克勞修斯熵，而用微觀量熱力學(xué)概率來定義的熵稱作玻耳茲曼熵，兩種定義從本質(zhì)上講是一致的?？ㄖZ熱循環(huán)的效率為

公式中統(tǒng)一采用吸收的熱量，那么，-Q2表示工作物質(zhì)在低溫?zé)嵩刺幬盏臒崃俊?/p>

這樣，卡諾熱循環(huán)效率為

即

任意的一個(gè)可逆循環(huán)都可以近似地看成由一系列微小的可逆卡諾循環(huán)構(gòu)成熱溫比的積分只取決于初、末狀態(tài)，與過程無關(guān)！?。∶總€(gè)