【正文】 2 熱力學第一定律 第六章 熱力學 討論 : (1)內(nèi)能是狀態(tài)的單值函數(shù) ， 所以 ?E與過程無關 (2)A 相當于過程曲線下的面積 ， 與過程有關 ， 所以 Q也與過程有關 ????? 21VVp d VEQpdVdEdQ ??pVdVp1V 2V12167。 61 內(nèi)能 功 熱量 系統(tǒng)內(nèi)能 ?對理想氣體 )(TEE k? RTiM2??溫度的單值函數(shù) 167。 61 內(nèi)能 功 熱量 167。 66 循環(huán)過程 卡諾循環(huán) 167。 62 熱力學第一定律 第六章 熱力學 討論： 正負號意義 (2)?E: “＋” 表示系統(tǒng)內(nèi)能增加 (3) A: “＋” 表示系統(tǒng)對外作功 (1) Q: “＋” 表示系統(tǒng)吸收熱量 “ －” 表示系統(tǒng)放熱 “ －” 表示系統(tǒng)內(nèi)能減少 “ －” 表示外界對系統(tǒng)作功 167。 63 理想氣體的等值過程 0?dV? pdVdA ??特點： 0?A12 EEQ ???一 、 等容過程 (V=常數(shù) ) 0?)(2 12TTRiM??? 等容吸熱過程 ABpVO0?QRTiME 2??167。 63 理想氣體的等值過程 第六章 熱力學 167。 64 氣體的摩爾熱容 第六章 熱力學 分離變量 VdVRTdTCa d TmV ?? ,BVRTCaT mV ???? lnln,積分常數(shù) 整理得 常量?? RaTRCeVTmV ,dVVRTdTCa Td T mV ?? ,167。 65 絕熱過程 第六章 熱力學 [例 5]如圖，同一氣體經(jīng)過等壓過程 AB, 等溫過程 AC，絕熱過程 AD。 66 循環(huán)過程 卡諾循環(huán) 第六章 熱力學 [例 6]1mol氧氣作如圖循環(huán)， AB為等溫過程， BC 為等壓過程， CA 為等容過程。 67 可逆過程和不可逆過程 167。 68 熱力學第二定律 第六章 熱力學 討論： ?熱力學第一定律說明了任何過程中能量守恒 ?熱力學第二定律說明了并非任何能量守恒過程都能實現(xiàn)， 即變化過程有方向性 167。 105 熵與熵增加原理 ?熵： 描述系統(tǒng)中大量分子運動不規(guī)則 (無序 )程度的物理量 121121TTTQ ?????則 02211 ???TQTQ1. 克勞修斯等式 第六章 熱力學 ?上述結(jié)果可推廣到 任意可逆循環(huán) (1)近似為許多微小的卡諾循環(huán)組成 0??iiTQpVO有 167。 105 熵與熵增加原理 0)d( ?? 可TQ1. 不可逆循環(huán) 第六章 熱力學 2. 非循環(huán)的不可逆過程 pVO12a不可逆 ?設系統(tǒng)由 1經(jīng)任一 不可逆過程 1a2 變化到 2 ?設想系統(tǒng)又由 2經(jīng)另一 可逆過程 2b1回到 1，則構成一不可逆循環(huán) 1a2b1 ? ? ??? 21 12 0)d()d(a b T QT Q 可不可逆 b167。 105 熵與熵增加原理 第六章 熱力學 設想氣體經(jīng)過一個可逆等溫膨脹過程 ??? TQSS d12 ?? QT d1121ln1VVVRTT?? ?121lnVVVR?? ?0?167。 105 熵與熵增加原理 ? ? ??21 12 0)d()d(a b TQTQ 可不第六章 熱力學 不)d(dTQS ?——熱力學第二定律的數(shù)學表達式 可)d(dTQS ??TQS dd ??討論： 即在 孤立系統(tǒng) 中 ， 不可逆過程總是沿熵增加方向進行 (2)對于一個 孤立系統(tǒng) ： dQ=0 0d ?? S ——熵增加原理 (1)對任一微小的不可逆過程有 167。 105 熵與熵增加原理 過程可逆 ?? ?? 2112 )d()d( bb TQTQ 可可?? ?? 2121 )d()d( ba TQTQ 可可即 ?TQd 與過程無關，只取決于初末態(tài) ——態(tài)函數(shù)： 熵 ????2112)d( 可TQSS第六章 熱力學 可)d(dTQS ??對于一個微小的可逆過程 或 STQ dd ?VpEST ddd ???——熱力學基本關系式 ?熵變的計算：積分路徑必須是連接始末狀態(tài)的 任一可逆過程 如 1→ 2是 不可逆過程 ，可 在 1→ 2間想象一可逆過程 ， 再計算 討論： 167。 68 熱力學第二定律 第六章 熱力學 四個粒子有 A Ba bcd宏觀態(tài) 微觀態(tài)數(shù)A4 B 0 1A3 B 1 4A2 B 2 6A1 B 3 4A0 B 4 1結(jié)果： 系統(tǒng)越趨于平衡態(tài)，對應的微觀態(tài)數(shù)越多 ?功熱轉(zhuǎn)換： ?實際過程 機械能 內(nèi)能 167。 67 可逆過程和不可逆過程 ?熱量從高溫物體傳向低溫物體的過程是不可逆的 是不可逆的 ?實際過程都是不可逆過程 第六章 熱力學 ?不可逆緣由 ?功熱轉(zhuǎn)換：存在摩擦耗散 ?熱傳導：熱學不平衡 ?氣體自由膨脹：力學不平衡 ?生命過程 ：復雜的不平衡過程 ?無摩擦的準靜態(tài)過程是可逆的 167。