第三章 热二定律1

1、热力学第二定律，本章的重点，1。掌握热力学第二定律的文字表达和数学表达及其应用。掌握熵增原理、熵判据和吉布斯函数判据。掌握纯PVT相变的s，a，g的计算。掌握热力学基本方程。定义某一变化有自动发生的趋势，一旦它发生，它就可以在没有外力的情况下自动进行，而这种变化叫做自发变化。自发变化的共同特征不可逆自发变化的任何反向过程都不能自动进行。例如，(1)以焦耳为单位的功的机械当量的热量自动转化为热量；(2)气体膨胀至真空；(3)热量从高温物体传递到低温物体；(4)将不同浓度的溶液混合均匀；(5)锌片与硫酸铜之间的置换反应等。并且它们的反向过程不能自动执行。当系统被外力恢复到原来的状态时，会给环境留下

2、不可磨灭的影响。3-1自发变化的共同特征，3-2热力学第二定律，克劳修斯的陈述：从低温物体向高温物体传热而不引起其他变化是不可能的。开尔文说：如果没有其他的改变，从一个单一的热源中提取热量并将其完全转化为功是不可能的。3-3卡诺定理，发动机的效率，或可逆热机的热温度熵。对于在两个热源之间工作的可逆热机，可逆热机的热温商之和等于零。卡诺定理，卡诺定理：所有在相同温度热源和相同温度冷源之间工作的热机都不能超过可逆机，也就是说，逆机的效率最高。从可逆卡诺热机的效率出发，我们得到熵的概念3-4，任何可逆循环的热温熵，以及任何可逆循环的热温商之和等于零，即，或，其证明如下：(1)取与任何可逆循环曲线非常

3、接近的PQ过程，如图所示；(2)两个可逆绝热膨胀线，RS和TU，分别穿过P点和Q点。(3)在P和Q之间通过O点作一条等温可逆膨胀线VW，并使两个三角形PVO和OWQ的面积相等，这样PQ过程和PVOWQ过程所做的功是相同的。以同样的方式，以同样的方式处理MN过程，使得MXOYN折线过程所做的工作与MN过程所做的工作相同。VX构成了一个卡诺循环。任何可逆循环的热熵和温度熵都可以用同样的方法分成许多首尾相连的小卡诺循环。前一个循环的绝热可逆膨胀线是下一个循环的绝热可逆压缩线，如虚线所示，因此两个过程的功正好抵消。因此，许多小卡诺循环的总效应相当于任何可逆循环的闭合曲线，所以任何可逆循环的热温商之和等

4、于零，或者它的回路积分等于零。(3)熵的推导，用一条闭合曲线来表示任何可逆循环。在曲线上任意取A点和B点，将循环分成两个可逆过程，AB和BA。根据任何可逆循环的热温商公式，它可以分为两项之和，任何可逆过程的热温商值都依赖于恒定状态，而与可逆路径无关。这种热温上具有状态函数的性质。克劳修斯根据可逆过程的热温尚值依赖于恒定状态而与可逆过程无关的事实，定义了熵的函数，用符号“s”表示。该装置是JK-1。假设初始态A和最终态B的熵分别为s A和SB，那么，对于微小的变化，这些熵变化的计算公式习惯上称为熵的定义公式，即，或，4。熵的定义，课前提问，自发变化的两个定律的文本描述，卡诺定理，熵的定义，让具有

5、相同温度的两个高温热源和低温热源之间存在可逆机和不可逆机。根据卡诺定理，它被推广到与多个热源接触的任何不可逆过程。1.克劳修斯不等式，3-5克劳修斯不等式这些被称为克劳修斯不等式，也可以用作热力学第二定律的数学表达式。第二，熵增原理，对于绝热系统，所以克劳修斯不等式是，等号代表绝热可逆过程，而不等号代表绝热不可逆过程。熵增加的原理可以表述如下：在绝热条件下，趋向平衡的过程增加了系统的熵。换句话说，在绝热条件下，减少熵是不可能的。如果是一个孤立的系统，环境与系统之间既没有热交换，也没有反应交换，熵增原理可以表述为：孤立系统的熵永远不会减少。第三，克劳修斯不等式的意义，由克鲁塞斯不等式引入的不等式

6、，可以作为热力学中变化方向和极限的判据。“=”是一个不可逆的过程，“=”是一个可逆的过程，“=”是一个自发的过程，而“=”是处于平衡状态的，因为一旦一个不可逆的过程发生在一个孤立的系统中，它必然是一个自发的过程。符号“”是一个自发的过程，符号“=”是一个可逆的过程。有时，与系统密切相关的环境也包括在内，以判断过程的自发性，即熵是系统的状态函数，它是一个广泛的性质，而整个系统的熵是各部分熵的总和。熵的变化只与状态有关，与变化的方式无关。克劳修斯不等式可以用来判断过程的可逆性，方程是可逆的，不等式表是不可逆的。在绝热过程中，如果过程是可逆的，系统的熵不会改变，如果过程是不可逆的，系统的熵会增加。绝热不可逆过程朝着熵增加的方向发展，当达到平衡时，熵达到最大。在任何孤立系统(绝热)中，如果进行不可逆过程，系统的熵