sylaaa第1章-熱力學(xué)基礎(chǔ)--全文預(yù)覽
【正文】 113） ? 在定溫可逆過程中系統(tǒng)所作的功 (－ W）在量值上等于系統(tǒng)亥姆霍茨函數(shù) A 的減少。 若不滿足上述條件，可分別計(jì)算各種氣體變化的熵變。 4 氣體的混合過程 以理想氣體在定溫，定壓下由兩種及以上的氣體混合為例。 解：這是一個(gè)絕熱過程，不知是否可逆，能否在始末態(tài)之間設(shè)計(jì) 一個(gè)絕熱可逆途徑來計(jì)算？ 不能。 Q環(huán)境 = – Q系統(tǒng) ΔS環(huán)境 = – Q系統(tǒng) /T （ 106） 若與系統(tǒng)換熱的是一個(gè)有限量的環(huán)境，則環(huán)境的溫度會(huì)發(fā)生變化， 只能根據(jù)實(shí)際過程中環(huán)境的變化情況，用式（ 102）計(jì)算環(huán)境的 熵變。 ②定容變溫 ?QV＝ dU＝ nCV, mdT 所以 （ 104） ?? ??? 21dδ m,TTVVTTnCTQS 若 Cv,m視為常數(shù)，則 12m, ln TTnCSV??（ 105） 顯然，若 T↑，則 S↑。即可使用式 (214) 來計(jì)算了。 例 21 ， 脹至壓力為 ，求該過程系統(tǒng)的熵變。 解：此過程的熱溫商 Q / T = 1000/300 = ?？蓪⑾到y(tǒng)與環(huán)境一起考慮，即 dS隔離 = dS系統(tǒng) + dS環(huán)境 ≥ 0 (98a) 或 ΔS隔離 = ΔS系統(tǒng) + ΔS環(huán)境 ≥ 0 (98b) 根據(jù) 熵增原理 有： (i)在隔離系統(tǒng)中發(fā)生任意有限的或微小的狀態(tài)變化時(shí)， 若 ?S隔 ＝０或 dS隔 ＝０， 則該隔離系統(tǒng)處于平衡態(tài)； (ii)導(dǎo)致隔離系統(tǒng)熵增大，即 ?S隔 ＞０或 dS隔 ＞０的過程有可 能自發(fā)發(fā)生。 熵增原理 對(duì)絕熱過程， Q = 0， ΔS ≥ 0 或 dS ≥ 0 (96) 不可逆 可 逆 不可逆 可 逆 上式說明：系統(tǒng)經(jīng)絕熱過程由一狀態(tài)達(dá)到另一狀態(tài)熵值不減少 ——熵增原理 。 不可逆過程熱溫商總和與 熵的關(guān)系 如圖所示：由式（ 91 ）對(duì)不可逆過程 A B Ⅰ Ⅱ ?? ????????????? BA111 TQTQ rBAi ? 上式表明不可逆過程的熱溫商的代數(shù)和小于相同始末態(tài)的 系統(tǒng)的熵變。 上兩式表明：若積分與路徑無關(guān)，沿封閉曲線閉積分等于零， 則被積變量 δQr/T 應(yīng)為某狀態(tài)函數(shù)的全微分。 由式 (82）及 (83），有 可逆熱機(jī) 不可逆熱機(jī) 0 2 2 1 1 ? + T Q T Q （ 84） ) ( ) ( 1 2 1 可逆熱機(jī) 不可逆熱機(jī) ? ? ? ? T T T ? （ 83） 02211 ?+TQTQ ??對(duì)微小過程： 不可逆 （ 85） 可逆 熵 熵的導(dǎo)出 應(yīng)用熱力學(xué)第二定律可得：對(duì)于任意循環(huán)過程有 ΣQi/Ti ≤ 0 或 ∮ δQ/T ≤0 結(jié)論 ： 可逆循環(huán)過程熱溫商的代數(shù)和等于零 。 開爾文說法 ：不可能從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)楣?，而不? 下其他變化。 飛輪制動(dòng) 時(shí)系統(tǒng)向環(huán)境傳熱， 總結(jié)果是環(huán)境留下功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬淖兓?。同時(shí)向環(huán)境傳熱，系統(tǒng)復(fù)原，同時(shí)環(huán)境 留下功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬淖兓２豢赡茏园l(fā)按原過程逆向進(jìn)行，即 自然界 中一切實(shí)際發(fā)生的過程都是熱力學(xué)不可逆過程 。要回答這些問題，需要一個(gè)新的、獨(dú)立的定律， 這就是 熱力學(xué)第二定律 。 ?效率等于 100%的熱機(jī)能造成嗎？ ?2H2 (g) +O2 (g) =2H2O(l) ΔH= – 逆過程可行嗎 ？ ?在常溫常壓下能否將石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸? 這些現(xiàn)象都是宏觀實(shí)際過程的方向和限度的問題，熱力學(xué)第一 定律不能回答
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