w9-4-可逆和不可逆过程---卡诺定理--热二律的统计意义解析课件.ppt

同学们好,J.E克劳修斯(1822-1888),同学们好J.E克劳修斯(1822-1888),热力学第二定律的实质,1.可逆过程和不可逆过程,9.7 可逆过程和不可逆过程 卡诺定理,热力学第二定律的实质1.可逆过程和不可逆过程定义：设系统经历, 无摩擦，准静态进行,正向：,逆向：,总效果：,外界与系统均复原,原过程为可逆过程, 无摩擦，准静态进行正向：逆向：总效果：外界与系统均复原原,有摩擦，准静态进行,有摩擦，准静态进行正向：（体积功）（摩擦功）(0)(0,造成不可逆的原因：存在摩擦,由热力学第二定律，不能使内能完全转变为功而不产原过程不可逆造,由热力学第二定律，不能使这部分热还原成功而不产生其它影响，即外界不能复原。,造成不可逆的原因：快速进行，非静态过程。,逆向（快压）,总效果：外界做功：得热：由热力学第二定律，不能使这部分热还原,摩擦（能量耗散）快速（非静态）只有无摩擦的准静态过程是可逆过,2. 热力学第二定律的实质,从可逆、不可逆过程的角度看热力学第二定律,克劳修斯表述：,热传导不可逆,溶解、扩散、生命 一切与热现象有关的宏观实际过程都是不可逆的，其自发进行具有单向性。,2. 热力学第二定律的实质从可逆、不可逆过程的角度看热力学第,单向性：什么方向？,从微观角度讨论无序性的意义,单向性：什么方向？ 功：与宏观定向运动相联系，有序运动热：,1. 无序性的量度热力学概率,9.8 热力学第二定律的统计意义,1. 无序性的量度热力学概率以理想气体自由膨胀为例设分子,16种微观态，5种宏观态。,16种微观态，5种宏观态。,每秒放映1亿张，（普通电影 24/秒）,每秒放映1亿张，（普通电影 24/秒）理想气体自由膨胀分,意义：,该宏观态所包含的微观态数越多，确定,系统的微观态越困难，系统无序性越高。,热力学概率是系统无序程度的量度,比较：统计学概率 w 与热力学概率,等概率原理：系统的每种微观态出现的概率相同。由此，包含微观态,比较：统计学概率 w 与热力学概率, 宏观态出现的概率 W = 每种微观态出现的概率 w 热力学概率, 由等概率原理：,比较：统计学概率 w 与热力学概率 宏观态出现的概率 W,2. 热力学第二定律的统计意义, 热力学第二定律是一个统计规律，对大量粒子体系才有意义，对只含少数分子的系统不适用。,2. 热力学第二定律的统计意义实际自发的热力学过程是不可逆的,练习：,热力学第二定律的典型思想方法：反证法,1. 证明两条绝热线不相交,比较：热力学第一定律：严格成立，不能违反热力学第二定律：统计,2. 证明一条等温线和一条绝热线不能有两个交点,设等温线与绝热线有两个交点，则形成单热源热机，违反热力学的二定律。,2. 证明一条等温线和一条绝热线不能有两个交点例三 卡,热机效率的极限：,卡诺定理:=： 对应可逆机； ：对应不可逆机 循环中高温,