13-8 热力学第二定律的统计解释

1,一熵与无序,2,3,不可逆过程的本质,系统从热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行的过程.,二无序度和微观状态数,4,讨论个粒子在空间的分布问题,可分辨的粒子集中在左空间的概率,5,粒子集中在左空间的概率,粒子均匀分布的概率,可分辨粒子总数N=4,各种分布的状态总数,第种分布的可能状态数,6,三熵与热力学概率玻耳兹曼关系式,熵,7,（2）熵是孤立系统的无序度的量度.（平衡态熵最大.）（W愈大，S愈高，系统有序度愈差.）,（1）熵的概念建立，使热力学第二定律得到统一的定量的表述.,8,玻耳兹曼的墓碑,为了纪念玻耳兹曼给予熵以统计解释的卓越贡献，他的墓碑上寓意隽永地刻着这表示人们对玻耳兹曼的深深怀念和尊敬.,9,练习一定量的理想气体，由平衡状态A变到平衡状态B（pA=pB），则无论经历的是什么过程，系统必然（A）对外作功（B）内能增加（C）从外界吸热（D）向外界放热,p,V,A,B,T低,T高,O,10,p,V,A,B,作功正负的判断:,作功与过程有关，看是否单方向膨胀,11,基本训练P42一(3)一定量的理想气体内能E随体积V的变化关系如图，问该气体经历的是什么过程?,E=iRT/2pV=RT,E=iRT/2=i/2.pV等压过程,解：,12,基本训练P40一(14)下列四个假想的循环过程，哪个可行？,p,绝热,绝热,C,p,V,等温,绝热,B,p,V,V,绝热,等温,等温,D,o,o,o,o,13,练习设高温热源的热力学温度是低温热源热力学温度的n倍，则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸收热量的（A）n倍（B）1/n倍（C）n-1倍（D）(n+1)/n倍,解：,14,计算一定量的单原子分子理想气体，从初态A出发，经历如图循环过程，求:,（1）各过程中系统对外作的功、内能的变化和吸收的热量.,（2）整个循环过程系统对外作的总功及净吸热.（3）该循环的效率.,15,AB,解,16,BC等容,17,CA等压,18,END,19,例：基本训练P44一（9），理想气体绝热自由膨胀。抽出隔板，平衡时气体的压强是原压强的多少倍？,绝热过程？等温过程？,20,例：基本训练P45-4有一卡诺热机，用29Kg空气为工作物质，工作在27oC的高温热源与-73oC的低温热源之间，此热机的效率=。若在等温膨胀的过程中气缸体积增大2.718倍，则此热机每一循环所作的功为。（空气的摩尔质量为29*10-3kg.mol-1),21,例:一定量理想气体沿abc变化时作功Wabc=610J,气体在a、c两状态的内能差Ea-Ec=500J，那么气体循环一周，所作净功为|W|=_，向外界放热为Q=_,绝热过程中气体作功Wca=_.,110J,-500J,-500J,V,P,基本训练P41二（5）？,22,例:一定量单原子分子理想气体，沿abcda变化。ab为等压过程，经此过程系统内能变化了Eb-Ea=600J.bc为等容过程，经此过程系统放热Qbc=-800J.cd为等温过程,da为绝热过程.由此知,ab过程系统吸热Qab=_J,da过程系统作功Wda=_J.,.,a,b,c,d,绝热,等温,V,P,1000,-200,基本训练P45二（3）,23,例：一循环沿abcda进行,已知理想气体沿abc变化时作功6800J,沿cda变化时吸热3200J,dc两状态的内能差Ed-Ec=5800J,求此循环效率.,等温,绝热,P,V,a,b,c,d,解:,24,例：工作物质为双原子的理想气体,沿图示循环工作,ca为等温过程.求:(1)此循环效率=?(2)以此循环的最高温度和最低温度工作的卡诺热机的效率=?,