sxraaa熱力學(xué)第二定律(存儲(chǔ)版)
【正文】 經(jīng)絕熱自由膨脹溫度不變， 氣熵公式有 故由理想 12lnVVRS ??? 02ln ?? R中國(guó)人民大學(xué)物理系徐靖編 中國(guó)人民大學(xué)物理系徐靖編 練習(xí) 的定量量度， 有一定量的理想氣體 ,經(jīng)歷一個(gè)等溫膨脹過程，它的熵 。 （ 5）理想氣體絕熱自由膨脹 在這些過程中，使系統(tǒng)的熵增加的過程是： 解： (2)、 (4)過程： 0,0 ??????TQSQ（ 1）（ 3）（ 5）是自發(fā)進(jìn)行的過程，熵增加 。 熵的計(jì)算舉例 （ 1）選定系統(tǒng) （ 2）確定狀態(tài) （始、末態(tài)及其參量） （ 3）擬定可逆過程連接始、末態(tài) 可以 任選 （ 或說擬定 ） 一個(gè)可逆過程 來(lái)計(jì)算 。 ? 熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量粒子體系才有意義，對(duì)只含少數(shù)分子的系統(tǒng)不適用。 只有無(wú)摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程是可逆過程 不可逆原因摩擦（能量耗散） 快速（非靜態(tài)） ?可逆熱力學(xué)過程一定是準(zhǔn)靜態(tài)過程 ?準(zhǔn)靜態(tài)過程一定是可逆過程 ?不可逆過程就是不能向相反的方向進(jìn)行 ?凡有摩擦的過程一定是不可逆的 ?可逆過程一定是平衡過程 ?平衡過程一定是可逆的 ?不可逆過程一定是非平衡的 ?非平衡過程一定是不可逆的 練習(xí) . 判斷正誤 中國(guó)人民大學(xué)物理系徐靖編 2. 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì) 功 自發(fā) 熱 100 % 轉(zhuǎn)換 熱 非自發(fā) 功 不能 100% 轉(zhuǎn)換（向低溫?zé)嵩捶艧幔? 開爾文表述： 熱轉(zhuǎn)換不可逆功 ?克勞修斯表述： 熱傳導(dǎo)不可逆 高溫 自動(dòng) 低溫 低溫 非自動(dòng) 高溫 （外界做功） 從可逆、不可逆過程的角度看熱力學(xué)第二定律 做功、傳熱、溶解、擴(kuò)散、生命 ? 一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀實(shí)際過程 都不是嚴(yán)格無(wú)摩擦、準(zhǔn)靜態(tài)的，所以都是 不可逆 的，其 自發(fā)進(jìn)行具有單向性 . 中國(guó)人民大學(xué)物理系徐靖編 單向性： 什么方向？ 1） 功： 與宏觀定向運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，有序運(yùn)動(dòng) 熱： 與分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系 自動(dòng) 非自動(dòng) 2）熱傳導(dǎo)： 高溫 低溫 ?T? 差別 無(wú)序性 自動(dòng) 低溫 高溫 ?T? 差別 無(wú)序性 非自動(dòng) 單向性： 無(wú)序性增大的方向 實(shí)際自發(fā)熱力學(xué)過程都向無(wú)序性增大的方向進(jìn)行 3）自由膨脹： 體積 可能位置 無(wú)序性 自動(dòng) 體積 可能位置 無(wú)序性 非自動(dòng) 真空 中國(guó)人民大學(xué)物理系徐靖編 例： 三個(gè)粒子： a,b,c,位于同一容器中，設(shè)粒子處于左半（ A)和右半（ B)各為一種狀態(tài)，求可能出現(xiàn)的占據(jù)方式和分布。 Q A=0 1T2TQ 的。 中國(guó)人民大學(xué)物理系徐靖編 注意理解以下四點(diǎn)： （ 1） 熱力學(xué)第一定律和第二定律是互相獨(dú)立的。 中國(guó)人民大學(xué)物理系徐靖編 ? 第二篇 熱學(xué) 中國(guó)人民大學(xué)物理系徐靖編 熱力學(xué)第一定律： 能量轉(zhuǎn)換和守恒定律 凡違反熱力學(xué)第一定律的過程 不可能發(fā)生。就可以持續(xù)航行了。 或： * 第二類永動(dòng)機(jī)是不可能成功的。 原過程不可逆 ?造成不可逆的原因： 存在摩擦 總效果 系統(tǒng)復(fù)原 0221 ??? fA 摩擦功轉(zhuǎn)變?yōu)闊嵯蛲饨缫萆? （ 3）無(wú)摩擦，非靜態(tài)進(jìn)行 正向（快提） 氣體分子來(lái)不及均勻分布 1211 lnd21 VVRTMVpAQ VV? ??? ?m0?? 中國(guó)人民大學(xué)物理系徐靖編 由熱力學(xué)第二定律，不能使這部分熱還原成功而不產(chǎn)生其它影響，即外界不能復(fù)原 原過程不可逆?造成不可逆的原因： 快速進(jìn)行，非靜態(tài)過程 逆向（快壓） 1222 lnd12 VVRTMVpAQ VV ???? ? m0??02121 ???? AA總效果 外界做功： 12 AA ?得熱： 12 ? 中國(guó)人民大學(xué)物理系徐靖編 可逆過程是對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)過程的進(jìn)一步理想化 卡諾循環(huán)是理想的可逆循環(huán)： 不計(jì)摩擦、漏氣，準(zhǔn)靜態(tài)進(jìn)行。 熱力學(xué)概率是系統(tǒng)無(wú)序程度的量度 ,越大? 中國(guó)人民大學(xué)物理系徐靖編 2. 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義 實(shí)際自發(fā)的熱力學(xué)過程是不可逆的，總是沿著系統(tǒng) 熱力學(xué)概率（無(wú)序性）增加的方向進(jìn)行。 熵是態(tài)函數(shù) 可以在初、末態(tài)間設(shè)計(jì)恰當(dāng)可逆過程
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