第九章 热力学基础

1、热学热学绪论绪论一、热现象与热本质一、热现象与热本质2. 热本质热本质 ：1. 热现象：热现象： 例例:热胀冷缩、超导、相变热胀冷缩、超导、相变二、热学研究方法二、热学研究方法1. 热学系统的特点：热学系统的特点：2. 微观入手的统计学微观入手的统计学方法：方法：3.宏观的观察与实验：宏观的观察与实验：9-1 热力学系统热力学系统 平衡态平衡态 准静态过程准静态过程一、气体的状态参量一、气体的状态参量状态参量状态参量 ：描述气体宏观状态的物理量。描述气体宏观状态的物理量。米米3（m3） 气体分子自由活动的空间。气体分子自由活动的空间。 2. 压强压强( p) ：SFp 国际单位：帕斯卡国际单位

2、：帕斯卡 (Pa) 3. 温度温度(T) ： 温度的数值表示法温度的数值表示法 温标。温标。 t 。1. 体积体积(V )： 垂直作用在容器壁单位面积上的气体垂直作用在容器壁单位面积上的气体压力。压力。 表征热平衡状态下系统的宏观性质表征热平衡状态下系统的宏观性质 冷热程度的物理量冷热程度的物理量 1标准大气压标准大气压 = 1.01325105Pa 1工程大气压工程大气压 = 9.80665104Pa 当气体分子大小不计时，气体体积等当气体分子大小不计时，气体体积等于容器的容积。于容器的容积。4. 热力学第零定律热力学第零定律测温原理测温原理热平衡热平衡 ： 两个物体互相热接触，经过一段时两

3、个物体互相热接触，经过一段时间后它们的宏观性质不再变化，即达到了间后它们的宏观性质不再变化，即达到了热平衡状态。热平衡状态。 在不受外界影响的在不受外界影响的条件下，如果处于确定条件下，如果处于确定状态下的物体状态下的物体C分别与分别与物体物体A、B达到热平衡，达到热平衡，则物体则物体A和和B也必相互也必相互热平衡。热平衡。 冰点冰点 273.15K, 绝对零度：绝对零度：T = 0 K，水三相点，水三相点(气态、液气态、液态、固态的共存态、固态的共存 状态状态)273.16 K3. 温度温度(T) ：（K） 摄氏温标和开氏温标的关系摄氏温标和开氏温标的关系 t = T273.15热动平衡热动

4、平衡三、准静态过程三、准静态过程 热力学过程热力学过程 ：热力学系统的状态随热力学系统的状态随时间发生变化的过程。时间发生变化的过程。 准静态过程：准静态过程：状状态变化过程进行得非常态变化过程进行得非常缓慢，以至于过程中的缓慢，以至于过程中的每一个中间状态都近似每一个中间状态都近似于平衡态。于平衡态。 准静态过程准静态过程的过程曲线可以的过程曲线可以用用p-V图来描述，图来描述，图上的每一点分图上的每一点分别表示系统的一别表示系统的一个平衡态。个平衡态。(pB,VB,TB)(pA,VA,TA)pVO 在 不 受 外 界 影 响在 不 受 外 界 影 响（即系统与外界没有物（即系统与外界没有物

5、质和能量的交换）的条质和能量的交换）的条件下，无论初始状态如件下，无论初始状态如何，系统的宏观性质在何，系统的宏观性质在经充分长时间后不再发经充分长时间后不再发生变化的状态。生变化的状态。二、平衡态二、平衡态状态方程状态方程状态参量之间的关系状态参量之间的关系0),(TVpf一、理想气体一、理想气体 ： 对于系统质量不变的气体，根据波意对于系统质量不变的气体，根据波意耳定律耳定律恒恒量量222111TVpTVp（1）不同的温度，）不同的温度，C 常数不同。常数不同。（2）压强不太大、温度不太低的情况下，）压强不太大、温度不太低的情况下，各种气体近似遵守上述规律。各种气体近似遵守上述规律。故故C

6、PV 对一定质量对一定质量 m 的某种理想气体：的某种理想气体：TPV 在任何情况下都在任何情况下都严格遵守玻意耳定律严格遵守玻意耳定律的气体。的气体。恒恒量量222111TVpTVp 试验证明：试验证明：1摩摩尔气体在标准状态下尔气体在标准状态下，占有的体积为占有的体积为：33molm104 .22V标准状态：标准状态：K,273.150TPa101.0132550p则对于则对于1摩尔理想气体有：摩尔理想气体有：0mol0TVpTpV15.273104 .221001325. 135令令11KmolJ31. 8R称为称为“摩尔气体常量摩尔气体常量 ” 从而，可得质量为从而，可得质量为m、摩尔

7、质量为、摩尔质量为M的的理想气体状态方程。理想气体状态方程。RTMmpV )(31. 811KmolJ二、理想气体的状态二、理想气体的状态方程方程 ：一、热力学第一定律一、热力学第一定律 热力学第一定律是能量守恒定律的具热力学第一定律是能量守恒定律的具体体现。能量守恒定律与细胞学说及进化体体现。能量守恒定律与细胞学说及进化论并称为三大自然发现。论并称为三大自然发现。9-3 9-3 热力学第一热力学第一定律定律 内能内能 功功 热量热量WEQ微分式：微分式：WEQddd 符号规定：符号规定： 从外界吸热从外界吸热0Q 对外界做功对外界做功0W 向外界放热向外界放热0Q 外界对系统做功外界对系统做

8、功0W 内能增加内能增加0E 内能减少内能减少0E 内能增加，对外做功，吸热还是放热？内能增加，对外做功，吸热还是放热？ 内能减少，外界对系统做功，吸热还是内能减少，外界对系统做功，吸热还是放热？放热？二、内能二、内能 E 内能：内能：包括了分子热运动的平动、转包括了分子热运动的平动、转动、振动能量和分子间相互作用的势能。动、振动能量和分子间相互作用的势能。(不包括系统整体运动的机械能不包括系统整体运动的机械能)理想气体的内能：理想气体的内能： 理想气体的内能是理想气体的内能是温度的单值函数，它是温度的单值函数，它是一个状态量，只和始、一个状态量，只和始、末两位置有关，与过程末两位置有关，与过

9、程无关。无关。( )EE TCT 内能变化内能变化 E只与初、末状态有关，只与初、末状态有关，与所经过的过程无关。内能为状态量。与所经过的过程无关。内能为状态量。 焦耳实验证明，只要系统的初态和终焦耳实验证明，只要系统的初态和终态是一定的，以各种不同的方式进行的绝态是一定的，以各种不同的方式进行的绝热过程，外界做的功相等。热过程，外界做的功相等。三、功三、功 W热力学系统作功的热力学系统作功的装置装置活塞活塞SFVp,dlVdlpSlFWdddVpd21dVVVpWp-V 图图V1V2(pB,VB,TB)(pA,VA,TA)pVOdV 结论：结论：系统所做的功在数值上等于系统所做的功在数值上等

10、于p-V 图上过程曲线以下的面积。图上过程曲线以下的面积。 做功与过程有关，做功与过程有关，是过程量。是过程量。 2、热容量：、热容量：TQCdd单位：单位：1KJ3、比热容：、比热容：TQmcdd1单位：单位：11kgKJ4、摩尔热容：、摩尔热容：molmddQCT热容量：热容量：物体温度升高一度所需要吸收的热量。物体温度升高一度所需要吸收的热量。比热：比热：单位质量的物质温度升高一度所需单位质量的物质温度升高一度所需吸收的热量。吸收的热量。摩尔热容：摩尔热容：1摩尔物质温度升高一度所需摩尔物质温度升高一度所需吸收的热量。吸收的热量。四、四、 热量热量 Q 热容量热容量 1、热量与过程有关、

11、热量与过程有关热量的单位：热量的单位：国际单位：焦耳（国际单位：焦耳（J） 工程单位：卡工程单位：卡1卡卡 = 4.186 焦耳焦耳热容量、比热容、摩尔热容都有过程有关！热容量、比热容、摩尔热容都有过程有关！（1）定体摩尔热容：）定体摩尔热容： VVTQCddmolm,（2）定压摩尔热容：）定压摩尔热容： ppTQCddmolm,（3）CV,m和和Cp,m的关系的关系实验证明：实验证明：RCCVpm,m,迈耶公式迈耶公式3、摩尔热容：、摩尔热容：定体摩尔热容：定体摩尔热容： 1mol理想气体在体积不变的状态下，理想气体在体积不变的状态下，温度升高一度所需要吸收的热量。温度升高一度所需要吸收的热

12、量。定压摩尔热容：定压摩尔热容： 1mol理想气体在压强不变的状态下，理想气体在压强不变的状态下，温度升高一度所需要吸收的热量。温度升高一度所需要吸收的热量。molmddQCT CV,mCp,m 单原子单原子分子分子He, Ar3R/25R/25/3=1.67双原子双原子分子分子H2,O25R/27R/27/5=1.4多原子多原子分子分子H2O,CO23R4R4/3=1.33RiCmV2,RiCmp22,i为自由度数：为自由度数：单原子分子单原子分子 i=3双原子分子双原子分子 i=5多原子分子多原子分子 i=6 摩尔热容比（绝热系数）摩尔热容比（绝热系数）令令m,m,VpCC1、等体过程等体

13、过程 dW = 0特征：特征： 系统内能的改变量：系统内能的改变量：21EEE)(12,TTCMmmV)(212TTRiMm理想气体的内能：理想气体的内能：,2V mm imERTCTMMdV = 0，EQV)(12,TTCMmmV0W9-4 9-4 热力学第一热力学第一定律的应用定律的应用)(TEE 12EEQV 在等体过程中，系统不做功，吸收的在等体过程中，系统不做功，吸收的热量完全用来增加自身的内能：热量完全用来增加自身的内能：)(12,TTCMmmVpVV0OP1 ,T1P2 ,T22、等、等压过程压过程特征：特征：气体在状态变化过程中压强保持不变。气体在状态变化过程中压强保持不变。C

14、p 热源热源PQP-V 图图pVV1V2pO根据热力学第一定律根据热力学第一定律21()pQEp VV ,21()p mmCTTM,21()V mmECTTM)(12,TTCMmQmpp)(12,TTCMmEmV21()Wp VV21()Wp VV,2121()()V mmmCTTR TTMM3、等、等温过程温过程特征：特征：气体在状态变化过程中温度保持不变。气体在状态变化过程中温度保持不变。T = 恒量，恒量，dE =0根据热力学第一定律根据热力学第一定律系统吸热全部用作对外做功：系统吸热全部用作对外做功：P-V 图图pV1V2VO21VVTVpWQdVRTMmp 21VVTVVRTMmWQ

15、d12lnVVRTMm21lnppRTMm2111lnppVp1222lnVVVp过程曲线（双曲线）过程曲线（双曲线）CpV WQT12lnVVRTMm21lnppRTMm2111lnppVp1222lnVVVp0E选择题选择题1. 单原子分子组成的理想气体自平衡态单原子分子组成的理想气体自平衡态A变化到平衡态变化到平衡态B,变化过程变化过程不知道，但不知道，但A、B两点的压强、体积和温度都已确定，则可求出（两点的压强、体积和温度都已确定，则可求出（ ）。）。（A）气体膨胀所做的功；）气体膨胀所做的功；（B）气体内能变化；）气体内能变化；（C）气体传递的热量；）气体传递的热量；（D）气体分子的

16、质量。）气体分子的质量。2. 一定量某种理想气体若按一定量某种理想气体若按pV 3=恒量的规律被压缩，则压缩后该恒量的规律被压缩，则压缩后该理想气体的温度将（理想气体的温度将（ ）。）。（A）升高；（）升高；（B）降低；（）降低；（C）不变；（）不变；（D）不能确定。）不能确定。RTMmpV CpV 3RTMmVC2VT例例9-1 将将500J的热量传给标准状态下的的热量传给标准状态下的2mol氢气。氢气。 (1) 若保持若保持V不变，氢气的温度为多少？不变，氢气的温度为多少？(2) 若保持若保持T不变，氢气的不变，氢气的p、V各为多少？各为多少？(3) 若保持若保持p不变，氢气的不变，氢气的

17、T、V各为多少？各为多少？解：解：(1)V不变不变,热量转变为内能热量转变为内能,Q = E。)(0,TTCMmQEmVV)(0TTR25 052TRQTV273(K)8.31255002285K(2)T不变，不变，热量转变为功热量转变为功,Q = WppRTMmWQ00lnppRTQ00ln 0e0RTQppPae101.0132738.3125005Pa100.9125323535m104.98m100.9121044.8101.013pVpV00(3) p不变，不变， Q = W+ E，热量转变，热量转变为功为功和内能和内能)()(00,TTRTTCMmQmpp272281.6K70TR

18、QTp3000.046mTTVV132V1V/m3p/(1.013105Pa)OV3V4例例9-2: 质量为质量为2.8 10-3kg、压强为、压强为1.013 105Pa、温度为、温度为27的氮气的氮气, 先在体积不变的情况下使其压强增先在体积不变的情况下使其压强增至至3.039105Pa, 再经等温膨胀使压再经等温膨胀使压强降至强降至1.013105Pa , 然后又在等压然后又在等压过程中将体积压缩一半。试求氮气过程中将体积压缩一半。试求氮气在整个过程中的内能变化，所作的在整个过程中的内能变化，所作的功以及吸收的热量，并画出功以及吸收的热量，并画出p-V图。图。解：解：已知：已知：m= 2

19、.8 10-3kgp1=1.013105PaT1=273+27=300（K）根据理想气体状态方程得根据理想气体状态方程得111pRTMmV 3352.8 108.31 30028 101.013 10 )m(1046. 233又又p2=3.039105PaV2=V1根据理想气体状态方程得根据理想气体状态方程得K9001122TppT132V1V/m3p/(1.013105Pa)OV3V4又又K90023TT则，则，333223m1038. 7pVpV又又3421VV 33m1069. 3p4=p1=1.013105PaK4503344TVVT则则等体过程：等体过程：01W11EQ)(2512T

20、TRMmJ1248等温过程：等温过程：02E22WQ 232lnVVRTMmJ823等压过程：等压过程：J374)(3433VVpWJ936)(25343TTRMmEJ1310333EWQ从而整个过程中：从而整个过程中：J449321WWWAJ761321QQQQJ312WQE热量热量: :EWdd00Q 一、一、 准静态绝热过程准静态绝热过程 过程在绝热容器内进行或过程进行的过程在绝热容器内进行或过程进行的很快，系统来不及与外界进行热量的交换。很快，系统来不及与外界进行热量的交换。 微观准静态绝热过程微观准静态绝热过程:内能增量：内能增量：)(!2m,TTCMmEV功：功：)(!2m,TTC

21、MmWVEWdd9-5 9-5 理想气体的理想气体的 绝热过程绝热过程0Q )(!2m,TTCMmEVWE 绝热容器内缓慢进行的过程；非绝热绝热容器内缓慢进行的过程；非绝热容器，过程进行较快来不及与外界进行热容器，过程进行较快来不及与外界进行热量的交换但过程进行时间远大于弛豫时间。量的交换但过程进行时间远大于弛豫时间。宏观准宏观准静态绝静态绝热过程热过程: :绝热过程方程：（绝绝热过程方程：（绝热方程或帕松方程）热方程或帕松方程）*绝热方程的推导：绝热方程的推导：EWddTCMmVpVddm,理想气体状态方程理想气体状态方程RTMmpV 两边微分：两边微分：TRMmpVVpddd,m,mdd0

22、VpCV pCp V （1）（2）（1）式除以（）式除以（2）式得：）式得：,mdddVCp Vp VV pR ,m,md() d0VVCV pCR p V 绝热过程方程：（绝绝热过程方程：（绝热方程或帕松方程）热方程或帕松方程）31211CTpCTVCpV两边积分得：两边积分得：lnlnpVC ln pVC 1pVC RTMmpV 可得：可得：12TVC 同理可得：同理可得：13pTC ,m,mdd0VpCV pCp V 两边同除以两边同除以,mVCpV,m,mdd0pVCpVpCV dd0pVpV 由由可得可得0TpCV 哪条是绝热线？哪条是绝热线？哪条是等温线？哪条是等温线？绝绝热热等等

23、温温pVAO 绝热线与等温线绝热线与等温线在在A点的斜率不同。点的斜率不同。 准静态绝热过程方程：准静态绝热过程方程：1pVC 准静态绝热过程曲线准静态绝热过程曲线1pVC 绝绝热热线线等等温温线线pVC （1）（2）（1）式两边求导：）式两边求导：dd0V pp V ddppVV 在在A点点d()dAAAppVV （2）式两边求导：）式两边求导：1dd0rVpp VV ddppVV 在在A点点d()dAAAppVV 例例9-3: 有有810-3kg氧气，体积氧气，体积为为0.4110-3m3 ，温度为，温度为27。如氧气作绝热膨胀，膨胀后的如氧气作绝热膨胀，膨胀后的体积为体积为4.110-3

24、m3 ，问气体作，问气体作多少功？如作等温膨胀，膨胀多少功？如作等温膨胀，膨胀后的体积也为后的体积也为4.110-3m3 ，问，问气体作多少功？气体作多少功？解：解： 已知已知 m=810-3kgV1=0.4110-3m3T1=273+27=300（K）i=5M=3210-3kg/molV2=4.110-3m31）绝热膨胀）绝热膨胀由绝热方程由绝热方程122111 VTVT12112 VVTTK14 . 1101300K119J941)(21m,TTCMmWVQ2）等温膨胀）等温膨胀J1435ln121VVRTMmWT热力学基本计算公式热力学基本计算公式热力学过程中吸、放热的判断热力学过程中吸

25、、放热的判断9-5 9-5 循环过程和循环过程和 卡诺循环卡诺循环一、循环过程一、循环过程电冰箱电冰箱 系统经历一系列的变化过程又回到初系统经历一系列的变化过程又回到初始状态的过程。始状态的过程。目的：目的：制造能连续不断进行热功转换的机制造能连续不断进行热功转换的机器器热机、制冷机热机、制冷机1 1、循环特征：、循环特征： 经历一个循环过经历一个循环过程后，内能不变。程后，内能不变。0E2、正循环、正循环正循环正循环显然，显然，AaB为膨胀过程：为膨胀过程：WAaB 0，BbA为压缩过程：为压缩过程：WBbA 0，一个正循环过程中，系统所作的一个正循环过程中，系统所作的净功净功：AaBBbA

26、AaBBbAWWWWW 净功净功: p-V图上循环曲线所包围的面积图上循环曲线所包围的面积热机热机一、循环过程一、循环过程OpVBAba00E0W 0QQQW 吸吸放放 采用正循环方式工作，以对外做功为采用正循环方式工作，以对外做功为目的，把热能转化为机械能的机器，称目的，把热能转化为机械能的机器，称为为热机热机。如内燃机，蒸汽机。如内燃机，蒸汽机。3 3、逆循环、逆循环显然，显然，AbB为膨胀过程：为膨胀过程：WAbB 0，BaA为压缩过程：为压缩过程：WBaA 0，一个循环过程中，系统所作的一个循环过程中，系统所作的净功净功：净功：净功：p-V图上循环曲线所包围的面积图上循环曲线所包围的面

27、积pOVBAbaAbBBaAAbBBaAWWWWW 00E0W 0QQQW 吸吸放放 采用逆循环方式工作，从低温物体吸采用逆循环方式工作，从低温物体吸收热量，向高温物体放出热量。以制冷为收热量，向高温物体放出热量。以制冷为目的目的制冷机制冷机；以制热为目的；以制热为目的热泵热泵4、热机效率、热机效率WQ净吸5、制冷系数、制冷系数WQQWQQ 吸吸吸吸放放吸吸WQQQ 吸吸放放吸吸1QQ 放放吸吸0W 0QQQW 吸吸放放0E0E0W 0QQQW 吸吸放放)(2512TTRMmEQBCBC 例例9-4: 3.2 10 -2 kg氧气作氧气作ABCD循环过程。循环过程。AB和和C D都为等都为等温

28、过程，设温过程，设T1=300K，T2=200K，V2 =2V1。求循环效率。求循环效率。DABCT1=300KT2=200KV2V1VpO解：解：AB、DA吸热，吸热，BC、CD放热。放热。AB等温过程：等温过程：ABABWQ121lnVVRTMmDA等体过程：等体过程：DADAEQ)(2521TTRMmBC等体过程：等体过程：CD等温过程：等温过程：212lnVVRTMmWQCDCD1QW净净 21QQ 净净W1221ln)(VVTTRMm)(25(21121121TTVVTVVTTln)ln20.15200)2.5(300300ln2200)ln2(300%15二、卡诺循环二、卡诺循环1

29、705年纽可门制造第一台热机。效率只有年纽可门制造第一台热机。效率只有3%。1765年瓦特发明冷凝器，使热机效年瓦特发明冷凝器，使热机效率达到率达到12%。1824年法国工程师卡诺年法国工程师卡诺（1796-1832）提出一种理想热机，工作）提出一种理想热机，工作物质只与两个恒定热源（一个高温热源，物质只与两个恒定热源（一个高温热源，一个低温热源）交换热量。整个循环过程一个低温热源）交换热量。整个循环过程是由两个绝热过程和两个等温过程构成，是由两个绝热过程和两个等温过程构成，这样的循环过程称为这样的循环过程称为卡诺循环卡诺循环 类比思想：类比思想： 水轮机：水轮机：水从高处流向低处推动水轮水从

30、高处流向低处推动水轮机做功。机做功。 热机：热机：热量从高温物体流向低温物体，热量从高温物体流向低温物体，对外做功。对外做功。二、卡诺循环二、卡诺循环两个两个等温等温过程过程 和和 两个两个绝热绝热过程组成过程组成 B-C 绝热绝热 D-A 绝热绝热A-B 吸热吸热AB11lnVVRTMmQ DC22lnVVRTMmQ 1、理想气体准静态、理想气体准静态卡诺循环卡诺循环V3V1VpDABCV2V4T1T2O A-B 等温等温 C-D 等温等温C-D 放热放热AB11lnVVRTMmQ DC22lnVVRTMmQ 1211QQQW 121432lnln1VVTVVT132121 VTVT1421

31、11 VTVT4312VVVV卡诺循环效率：卡诺循环效率：121TT 意义意义 ：（1）指明提高热机效率的方法。）指明提高热机效率的方法。提高高温热源温度，降低低温热源温度。提高高温热源温度，降低低温热源温度。在卡诺理论的指导下，当时热机效率提在卡诺理论的指导下，当时热机效率提高到高到20%。现在达。现在达50%。 （2）卡诺热机效率的极限为）卡诺热机效率的极限为1。V3V1VpDABCV2V4T1T2O一卡诺循环，热源温度为一卡诺循环，热源温度为100 oC，冷却器温度为，冷却器温度为0oC。如维持冷却。如维持冷却器温度不变，提高热源温度，使循器温度不变，提高热源温度，使循环环1的净功率增加

32、为原来的的净功率增加为原来的2倍。设倍。设此循环此循环2工作于相同的两绝热线之间，工作于相同的两绝热线之间，工作物质为理想气体。试求：工作物质为理想气体。试求：此热源的温度增为多少？此热源的温度增为多少？(1) 这时效率为多大？这时效率为多大？ Vp T1ABCD D C OT0T2解：解：(1)由循环效率的定义及卡诺循环效由循环效率的定义及卡诺循环效率公式率公式循环循环1吸吸111QW 放放111QWW101TT整理得整理得10101WTTTQ放放同理：同理：202222221TTQAWQW放放吸吸 20202WTTTQ放放由题意：由题意：12212,WWQQ放放放放则，则，2020WTTT

33、1010WTTT整理得：整理得：0122TTTKKK4732733732(2)2021TT %3 .424732731例例9-6 : 一定量理想气体经历了某一定量理想气体经历了某一循环过程，其中一循环过程，其中AB和和CD是等是等压过程，压过程，BC和和DA是绝热过程。是绝热过程。已知已知B点和点和C点的状态温度分别为点的状态温度分别为TB和和TC ，求此循环效率。，求此循环效率。CDABp1p2pVO解：解：（分析：（分析： AB吸热，吸热，CD放热）放热）)(m,1ABpTTCMmQ)(m,2DCpTTCMmQ则则121QQ ABDCTTTT1 AB、CD等压，故等压，故BBAATVTVC

34、CDDTVTV又又 BC、DA绝热，故绝热，故11 DDAAVTVT11 CCBBVTVTCBADTTTT ABCBACTTTTTT1 BCTT1一、自然过程的方向性一、自然过程的方向性1.热传导现象热传导现象 功功热热2.功功变热变热 静止的飞轮由于轴承变冷静止的飞轮由于轴承变冷而使飞轮重新转动起来的现象而使飞轮重新转动起来的现象是不可能发生的。是不可能发生的。3.自自由膨胀由膨胀 气体决不会自动收缩回容器气体决不会自动收缩回容器的左边，而另一边变为真空。的左边，而另一边变为真空。4.扩散扩散 均匀混合的两种气体又自动均匀混合的两种气体又自动分离的过程是绝对不会发生的。分离的过程是绝对不会发

35、生的。 热量自动地从低温物体传递给热量自动地从低温物体传递给高温物体的过程是不可能发生的。高温物体的过程是不可能发生的。9.7 热力学第二定律和不热力学第二定律和不可逆过程可逆过程 卡诺定理卡诺定理 系统内状态变化过程能自动发系统内状态变化过程能自动发生，不需要外界的作用或外界生，不需要外界的作用或外界的状态变化。的状态变化。 自发过程：自发过程：热量热量低温物体低温物体高温物体高温物体 系统从状态系统从状态1变化变化到状态到状态2，若系统从状，若系统从状态态2回恢复到状态回恢复到状态1，同，同时外界环境也完全恢复时外界环境也完全恢复到原来的状态，这样的到原来的状态，这样的过程称为过程称为可逆过程可逆过程。 反之，称为反之，称为不可逆过不可逆过程程。二、二、 可可逆和不可逆过程逆和不可逆过程热传导不可逆热传导不可逆Q2BAQ2WQ2+WABC向向D释放释放W热量热量功变热不可逆功变热不可逆 自然界实际上自发发生的过程（自然自然界实际上自发发生的过程（自然过程）都过程）都具有方向性具有方向性。 一切与热现象有关的实际宏观过程都一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。指出了实际宏观过程进行的是不可逆的。指出了实际宏观过程进行的方向和条件。方向和条件。自然界有些过程能自动发生；