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1、7.3循环过程与卡诺循环一.循环过程 1.基本概念 定义：如果一系统从某一状态出发，经过任意的一系列过程，最后又回到原来的状态，则称此一系列过程为循环过程。做循环的物质叫工作物质（工质）利用工作物质连续不断地把热转换为功的装置叫热机2.准静态循环过程（1） pV图上为闭合曲线，经历循环，U = 0。（2）至少要与两个热源接触。（3）若A0，正循环， pV图上为顺时针方向； 若A0，逆循环， pV图上为逆时针方向； 做逆循环有制冷机、热泵。3. 循环效率：设热机的工作物质经历一个正循环对外作的净功为A，吸收外界的总热量为Q1，对外放出的总热量为Q2。二.卡诺热机1.工作物质：理想气体，仅与两个热

2、源接触。2.循环过程：两个等温，两个绝热。3.热机没有散热、漏气、摩擦等耗散。 (Nicolas Leonard Sadi Carnot，17961823)法国物理学家，军事工程师。1796年6月1日生于巴黎。1812年考入巴黎工艺学院，从师于泊松、盖吕萨克、安培等人，1814年以优异成绩毕业。 卡诺出色地运用了理想模型的研究方法，以他富于创造性的想象力，精心构思了理想化的热机后称卡诺可逆热机(卡诺热机)，提出了作为热力学重要理论基础的卡诺循环和卡诺定理，从理论上解决了提高热机效率的根本途径。若为制冷机，（卡诺逆循环）则有：7.4 致冷机 热泵应用分析致冷机：做逆循环工作的机器目的是让工质从低

3、温物体处吸热，使低温物体温度更低。热泵：工质也是做逆循环，目的是让工质向高温物体处放热，使高温物体温度更高。7.5 热力学第二定律一. 热力学第二定律的两种表述1. 开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变成有用的功而不产生其它影响。单一热源：各部分温度均匀，并且恒定不变。不产生其它影响：除吸热和做功，系统外界都无变化。例1 理想气体等温膨胀T不变， U=0、Q=A这与开尔文表述矛盾吗？2. 克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物而不产生其它影响。二. 可逆过程与不可逆过程定义：一系统由某一状态出发，经过某一甲过程到达另一状态。如果存在另一乙过程，它能使系统和外界完全复原，则原

4、来的甲过程称为可逆过程，如果用任何方法都不能使系统和外界完全复原，则原来的甲过程称为不可逆过程。摩擦生热 和自由膨胀：总结：一切与热现象有关的宏观实际现象都是不可逆的，可逆过程只存在于理想实验中。理想气体准静态等温过程：三. 热力学第二定律的微观实质例：理想气体自由膨胀（自由扩散）AB宏观态ABABABABAB4031221304微观态abcdabcbcdcdadabdabcabbccddaacbdcddaabbcbdacabcdbcdcdadababcabcdp1/164/166/164/161/16ABabcd微观态：分子的每一种可能分布的状态。宏观态：仅考虑分子个数，不考虑分子标号状态。过程进行方向：含微观态少的宏观态含微观态多的宏观态不均匀均匀。热力学概率W：某宏观态所含微观态数目。 一个不

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