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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,2022/7/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,9,章,热力学第二定律,热力学第一定律要求：在一切热力学过程中，能量一定守恒。,但是,，满足能量守恒的过程是否一定都能实现？,实际过程的进行有方向性，满足能量守恒的过程不一定都能进行。,热力学第二定律就是关于,自然过程,（,不受外来干预，例如孤立体系内部的过程,）,的,方向性,的基本规律。,前言,1,、功变热,水,功,热：,重物下落,功全部变,成热,且不引起其它任何变化,水温降低，产生水流，推动叶片转动，提升重物，而不引起其它任何变化。,该过程能,“自动”发生。,功变热的过程是不可逆的。,逆过程不能自动发生。,该过程,不能“自动”发生。,热,功,：,一、 自然过程有明显的方向性,9.1,自然过程的方向性,(,如摩擦生热、,焦耳实验,),有限温差的两个物体相接触，热量总是,自动由高温物体传向低温物体。,相反过程不会自动发生。,当然，用致冷机可把热量由低温物体传向高温物体。,但外界必须对工作物质做功，这就引起了其它效果。,有限温差热传导不可逆。,高温热库,T,1,低温热库,T,2,A,Q,1,Q,2,工质,2,、热传导,T,H,T,L,Q,3,、气体的绝热自由膨胀,气体向真空中自由膨胀的过程是不可逆的。,膨胀,：,可以自动进行,压缩,：,不能自动进行。,（扩散）,其它不可逆过程的例子：,4.,结论,1,),自然界中的,实际宏观过程都涉及功变热、热传导和从非平衡态向平衡态的转化。,所以，,一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。,2,),宏观上与热相伴过程的不可逆性是相互,沟通（依存）,的。,或：各种实际宏观过程的方向性都是,相互沟通,的,（不可逆性相互依存）,若功热转换的方向性消失,热传导的方向性也消失,若热传导的方向性消失,功热转换的方向性也消失,若理想气体绝热自由膨胀的方向性消失,功热转换的方向性也消失,相互沟通（相互依存）：,一种过程的方向性存在,(,或消失,),，,则 另一过程的方向性也存在,(,或消失,),。,二、可逆过程与不可逆过程,1.,定义：,一个系统经过一个过程,P,从一状态变化到另一状态,1,2,P,如果,存在,一个过程,使系统和外界,完全复原,则说明原过程,P,是,可逆,的。否则是不可逆的,判断的是,原,过程,P,系统和外界,完全复原,注意,2.,只有,无摩擦的准静态,过程才是,可逆过程。,可逆过程例,1,：,气体无摩擦、准静态压缩。,无摩擦,p,p+,d,p,压强差保持无限小,可逆过程例,2,：,系统,T,1,T,1,+d,T,T,1,+2d,T,T,1,+3d,T,T,2,温差无限小,“,等温,”,传热,准静态传热,可逆过程例,3,：,工质和恒温热库等温传热；,工质与外界无摩擦准静态做功。,卡诺循环。,无摩擦的缓慢绝热压缩过程,快速绝热压缩,有摩擦的缓慢绝热压缩过程,不可逆,一、两种表述,1.,克劳修斯,(Clisuis),表述：,热量不能,自动地,从低温,物体,传向高温,物体,（,1850,）,(,致冷机,),其,唯一,效果是热量,从低,温物体传向,高温,物体的过程是,不可能,发生的。,9.2,热力学第二定律,“各种宏观过程的方向性的相互沟通”说,明宏观过程的进行遵从共同的规律,-,热二律,热二律,以,否定,的语言说出一条确定的规律。,2.,开尔文（,Kelvin),表述,（,1851,）,：,其,唯一效果,是热全部转变成功的过程是不可能发生的。,(,热机,),热量,自动地,全部,转变成,功,的过程是,不可能,发生的。,第二类永动机,是不可能造成的。,不可能从,单一热源,吸热，,使之完全变为有用功,而,不产生其它影响,。,如结合热机，开尔文说法的意义是：,又称,单一热源热机,，,热量,全部转变成了功。,效率：,= 1,3.,两种表述的等效性,(,相互沟通,),如果第二类永动机可造出来,热量自动从低温传到高温,开氏,证,（,反证法,）,：,看联合机：,低温热源净放热,令其推动卡诺制冷机,高温热源净吸热,克氏,如果第二类永动机能造出来,唯一效果,1.,宏观状态与微观状态,宏观上看,：,A,、,B,两部分各有多少粒子,而不去区分究竟是哪些粒子,微观上看,：,具体哪个粒子在哪？,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,A,B,所有分子自动退回,A,几率,？,二、统计意义（微观解释 ）,气体的扩散 能否反向进行？,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,A,B,每个分子 给一编号,
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