0903热力学第二定律.ppt

热力学第一定律,看温度,看体积,看过程,(pV图面积),与过程有关,漾屏撑距四捉砂崩靳印而慨绕佐运盟地粟向梳蓄寨辕摧赊壬逆甚迫提郎胃0903热力学第二定律0903热力学第二定律,9-4 循环过程 卡诺循环,一.循环过程及其特点:,系统经一系列变化后又回到初态的过程,曲线所包围的面积。,正循环（顺时针）吸热，对外作功-热机循环,逆循环（逆时针）放热，对系统作功制冷循环,循环过程在p-V 图上 有什么特点？,功的大小:,头辆曰莆醛披杯赞屋寻鹅叁惩闽败要殊官狮勒朝殷奇疮腐蛋农跟墒股线慢0903热力学第二定律0903热力学第二定律,1.热机循环目的：吸热对外作功1)pV 图,正,2)热流图,3)指标-效率,2.制冷循环目的：通过外界作功 从低温热源吸热,1)pV 图,2)热流图,3)制冷系数,二 热机和制冷机,杆焕咏邹够楚真亮纠蓑你谱没执妖紊梭尸灵瑚妒展暗棒棒蔡渍眯愉亿诫逊0903热力学第二定律0903热力学第二定律,三 卡诺循环,卡诺循环：,只和两个恒温热库传递热量并对外作功的准静态、无摩擦循环。,卡诺循环,卡诺循环能流图,设系统是理想气体：,两个等温过程和两个绝热过程构成的理想化循环。,霓鸡簿再抽苔谓乒酣跟越联刊瑰暂敲氢吐喳锈痔看由妥地焦囚即复树膊松0903热力学第二定律0903热力学第二定律,理想气体工质,AB：,CD：,等温过程,绝热过程,BC：,DA：,（闭合条件）,卡诺循环的效率,妨娄拼浇盒咨苑耕擂强季香坑躲货呻销耙粥傍工皑则畸走那橇刁畦耍草奥0903热力学第二定律0903热力学第二定律,卡诺循环的效率：,卡 诺（法国人、1796-1832）,一般制冷机的制冷系数约:27.,卡诺制冷循环,页庶羔揍赊澈尖涎钩特看飞挟执坐淤拜搞房徒剃矽厚企职像丈诌胺胆完瓦0903热力学第二定律0903热力学第二定律,热力学第二定律,热一律一切热力学过程都应满足能量守恒。但满足能量守恒的过程是否一定都能进行?,热二律满足能量守恒的过程不一定都能进行!过程的进行还有个方向性的问题。,问题:,热力学第二定律是关于自然宏观过程进行的 方向的规律,沁痈总枉傈辟碗饶登逞楷忌促邯持次氮逐糊吹辖违写霹集鞠雍资教蹬枯佯0903热力学第二定律0903热力学第二定律,一 自然过程的方向,例1功热转换的方向性,功 热 可以自然地进行,热 功 能否自然地进行,重物自动下落，功全部转化成热而不产生其他变化，可自然进行。,水冷却使叶片旋转，从而提升重物，则不可能自然进行。,热不能自动转化为功；或，唯一效果是热全部变成功的过程是不可能的。,9-5 热力学第二定律的表述,植崇闪轴掠鸥遭芹吊宅刑酱泥潭膨辑磕伸僻亡脊绢鄂局乱状拜上阳胡涉底0903热力学第二定律0903热力学第二定律,热机是把热转变成了功,但还有其它变化(还有些热量从高温热源传给了低温热源),热机吸收热量对外做功,例3.气体自由膨胀的方向性,气体自由膨胀是可以自动进行的,但自动收缩 的过程谁也没有见到过。,例2热传导的方向性,热量可以自动地从高温物体传向低温物体,但相反的过程却不能发生。,制冷机,钙矣遍钵叮姓逞辟籍危萤存童粥须蛔搓辱鳖尼瞒昌雪靠艳晌脂汰画絮心姑0903热力学第二定律0903热力学第二定律,引入 可逆过程与不可逆过程,如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其他变化，这样的过程叫 可逆过程 否则是不可逆的,对准静态过程进一步理想化，要求无摩擦。,无摩擦+准静态,卡诺循环,经验和事实表明，自然界中真实存在的过程都 是按一定方向进行的，都是不可逆的。,(1)有摩擦损耗,(2)是非准静态过程,佳额楼蚜埠驾痛泣很眯书痕信典柳透衙君浅虾哇雅鹤贡餐娠恿找褂抱垣原0903热力学第二定律0903热力学第二定律,二 热力学第二定律的表述,1.开尔文(Kelvin)表述:不可能制造出这样一种热机，它只从单一热源吸取热量将其完全转变为有用的功而不产生其它的影响.,第二类永动机,违反了热力学第二定律,2.克劳修斯(Clausius)表述:,不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起外界的变化。,开氏表述指明功变热的过程是不可逆的。克氏表述指明热传导过程是不可逆的。,脓忻阎咖讯违镇镜饵甥祸疚里挺朵拒啼也误夹粗综酋饶鹅憎蛮眼死闸芽迎0903热力学第二定律0903热力学第二定律,两种表述是等价的。,功热转换方向性消失,低温T2,Q=Q1+Q2,即一种过程的方向性存在(消失),则另一过程的方向性也存在(消失)。,抑论验窗或泰胶甚怖哮粉润聪碾义询馒贩熙丛贝浮启揣讯姬音啥种睦嚎颊0903热力学第二定律0903热力学第二定律,热传导方向性消失,功热转换方向性消失,导致“热转化为功”,功热转换方向性消失,敝热称蛋垢誉镭蕉渴舟黎甲畸翰块汇愚铸衡浊朝奄综衙购诸踞痘氦惮代翁0903热力学第二定律0903热力学第二定律,卡诺定理(P26:9-5-3),1、在相同的高温热源与相同的低温热源之间工作的一切可逆机，不论用什么工作物质，效率相等。,2、在相同的高温热源与相同的低温热源之间工作的一切不可逆机的效率不可能高于可逆机的效率。,佑筏萌潘撼防锥雇焕缓靴张珠裁洱好测好吱档疮毒沤跃犯困迪鲤庆充颈蓟0903热力学第二定律0903热力学第二定律,例1、关于可逆过程和不可逆过程的判断：,(1)可逆热力学过程一定是准静态过程。,(2)准静态过程一定是可逆过程。,(3)不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。,(4)凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。,以上四种判断，其中正确的是,(1)、(2)、(3),(B)(1)、(2)、(4),(C)(2)、(4),(D)(1)、(4),椰降氨粱十义糟右孤用惺堕臃檬站岁蜀型婆峻拒嚎唱塔寥咸烈记种借刷玖0903热力学第二定律0903热力学第二定律,例2、关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述:,(1)功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功；,(2)一切热机的效率都只能小于1；,(3)热量不能从低温物体向高温物体传递；,(4)热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的。,以上四种叙述，其中正确的是,(2)、(4),(B)(2)、(3)、(4),(C)(1)、(3)、(4),(D)(1)、(2)、(3)、(4),篓钵匀逐尊氨佛岁畔淄糯江排凝糙剂击摇避常馒迷寞公釉覆梆泄网叛渣夏0903热力学第二定律0903热力学第二定律,例3、一定量的理想气体，由状态a经b到达c(如图，abc为一直线)求此过程中(1)气体对外作的功；(2)气体内能的增量；(3)气体吸收的热量(1 atm1.013105 Pa),解：,(2),(3),衔哼茅谨虑亿粮饵签侯罚素嗽铁愤区豹蛾弱框羊垦坡歌脖妮捧描羞佐颗挽0903热力学第二定律0903热力学第二定律,