大学物理热力学第二定律.ppt

1、1自然过程的方向性2热力学第二定律3热力学概率4玻尔兹曼熵公式和熵增加原理5可逆过程和卡诺定理4克拉乌斯熵公式，热力学第二定律，1自然过程的方向性，满足能量守恒的过程是否一定会实现？空热转换过程是有方向性的，(1)空热转换，摩擦热机械能都转换为热，热都转换为工作，但没有其他影响是不可能的。行实验，热机热转换工作。其他影响是向低温热源散热。气体等温膨胀热整体转换成功，其他影响气体的体积变化，(2)热传导，T1T2，热量从系统1传递到系统2，其逆过程不能自动实现，热传导过程是有方向性的。(c)气体的绝热自由膨胀，气体绝热自由膨胀过程是定向的，所有与热现象相关的实际宏过程都是定向的，相反的过程不能自

2、然发生。在此过程中，系统不吸收热，不工作，内部能量，温度不变，唯一的变化是体积增加，实际宏观过程在特定方向进行的规律是热力学第二定律；气体能自动收缩的气体的等温膨胀不可逆性也消失了，所以可以用普遍规律来表示，各种表达是平等的。2热力学第二定律，克劳斯说热量不能从低温体自动传递到高温物体。开尔文表达：在不影响其他的情况下，使所有热量都成功的过程是不可能的。(不能创建单个热源热引擎。)，各种自然过程的不可逆性是相互关系，相互依存，3热力学概率，系统一个宏观状态对应多个微观状态(例如，4个分子在容器内的位置分布，某宏观状态对应微观状态数，热力学概率，平衡状态对应最大值，如果系统初态不是最大值，则是不

3、平衡状态。系统切换到平衡状态，最后达到的最大值，即平衡状态自然过程的方向。假设所有微观状态的发生概率相同，则微观状态数相当于大量宏观状态的概率最大。(40)，宏观状态，(31)，(22)，(13)，(04)，微观状态，5，16，左右，分子数大的情况下？假设左右粒子数相等时，最大值，N=1023，N/2，N，(一个粒子数)，所有微观状态发生的概率相同，微观状态数出现很多宏观状态的概率最高。4玻尔兹曼熵公式和熵增原理，从不平衡到平衡状态，自然过程的方向，还可以使用系统的顺序或无序度来测量包含宏状态的顺序或无序度的微观状态的数量。由于显微镜状态的数量太多，玻耳兹曼引入了另一个量。熵：普朗克定义，单位

4、J/K，1，玻耳兹曼熵公式，3，熵增原理，在一定条件下，如果系统可以分成两部分，热力学概率，2，熵的可加性，5可逆过程和卡诺定理，实际的热过程是方向或不可逆性，如空穴，热如果消除了X进程的所有影响(系统和外部)，则X进程是可逆过程。无论如何将系统从B状态恢复到A状态，都无法完全消除X进程的影响。也就是说，如果不能从外部恢复，则X过程是不可逆转的过程。如何判断可逆过程？能找到还原系统和外部世界的方法吗？没有摩擦的准静态过程(理想过程)是可逆过程。气体准静态膨胀时，A，吸热Q，内部能量变化，反过程：外力推动活塞，使气体沿着原过程的所有中间状态运转。、系统和外部恢复、系统恢复、无摩擦外部作业A=-A，1)在同一高温热库和同一低温热库之间工作的所有可逆热机，其效率相同(与卡诺热机效率相同)，与工作物质无关。可逆过程、可逆过程、可逆循环可逆器非可逆器、2、卡诺定理、2)等在低温热仓库之间运行的所有可逆热器都不能大于可逆热器的效率。可以用一系列小可逆卡诺循环代替任何可逆循环。任意热机，