euwaaa熱力學(xué)第二定律(編輯修改稿)
2025-08-20 11:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 熱二律也可以表述為 : 可逆過程 可逆過程 可逆過程是這樣一種過程 ,它的每一步都可以 沿相反的方向進(jìn)行 ,而當(dāng)系統(tǒng)沿相反的方向回到原 狀態(tài)時 ,外界也恢復(fù)到原狀態(tài) .(即系統(tǒng)和外界都復(fù)原 ) 如不可能使系統(tǒng)和外界 都完全 復(fù)原 , 則此過程叫做不可逆過程。 為什么一切自然過程 (實(shí)際過程 )都是不可逆過程？ (1)有摩擦損耗 (2)是非準(zhǔn)靜態(tài)過程 為了介紹熵的另一定義和計(jì)算方法，引入 可逆過程。 一． 定義 二．可逆過程的重要特征 ?摩擦是功變熱的過程，它肯定是不可逆的； ?非準(zhǔn)靜態(tài)過程也是不可逆的： 無摩擦 +準(zhǔn)靜態(tài) 因?yàn)榉庆o態(tài)過程的中間態(tài)（一般是非平衡態(tài)）非常復(fù)雜 ,沒有統(tǒng)一的狀態(tài)參量 ,這種過程沿反方向進(jìn)行時 ,每一步都做到是原來沿正方向進(jìn)行時的重演是不可能的。 可逆過程是比準(zhǔn)靜態(tài)過程 更加理想化的過程， 有重要的理論意義與實(shí)際意義。 可逆過程的例子： 無摩擦 絕熱活塞 絕熱缸壁 恒溫?zé)嵩?T （ 1）可逆等溫壓縮 一粒粒地取走沙粒， 系統(tǒng)和外界都復(fù)原！ （ 2）可逆絕熱壓縮 無摩擦 +準(zhǔn)靜態(tài) 有一條不滿足 就是不可逆絕熱壓縮！ 無摩擦 +準(zhǔn)靜態(tài) 一粒粒地放上極小極小的細(xì)沙粒， 例如 ,理論上效率最高的 卡諾循環(huán) 就有 “ 無摩擦 +準(zhǔn)靜態(tài) ” 的特征，是可逆循環(huán)。 全部由可逆過程構(gòu)成的循環(huán)稱為可逆循環(huán)， 否則稱為不可逆循環(huán)。 克勞修斯 就是從 可逆過程 引出熵的概念的。 克勞修斯熵公式 克勞修斯熵公式 一．克勞修斯等式 回顧：熵 (以 S表示 )是一個重要的狀態(tài)參量 , 熵定量描述狀態(tài)的無序性 ,S = k ln ?, 熵的變化 ( ?S)描述過程的方向性。 下面介紹 克勞修斯如何 引出熵的概念： 效率 1. 對于卡諾循環(huán) (是可逆循環(huán) ) 1212 11TTc ?????1212TT??1212TT ???（ 放熱） 2Q（ Q2 0放熱） 說明對于卡諾循環(huán) ,系統(tǒng)從每個熱源吸收的 熱量與相應(yīng)熱源的溫度的比值 Qi /Ti ( 稱作 熱溫比 ,其中 i =1,2) 之和等于零。 2. 對于任意可逆循環(huán) 是否也有“熱溫比之和”等于零的特點(diǎn)？ 將任意可逆循環(huán)分割成許多小卡諾循環(huán)之和。 02211 ???TQTQ1212TT ???對于第 ｉ 個小卡諾循環(huán)有： ?dQ是系統(tǒng)與溫度為 T 的熱源 接觸的無限小過程吸的熱。 ?積分是沿整個循環(huán)過程進(jìn)行。 (克勞修斯等式 ) “ 對任一系統(tǒng) , 沿任意 可逆循環(huán) 過程一周 , 熱溫比 dQ/T 的積分為零。 ” 02211 ??iiiiTQTQ ΔΔ02211 ???????????i iiiiTQTQ ΔΔ0d ?? TQ2T1TiT1iT2PViAiQ1iQ2二 .克勞修斯熵的定義 在兩個確定狀態(tài)之間的任一 可逆 過程 的熱溫比 積分相等 ,與過程的具體情況無關(guān)。 圖中是一 任意可逆循環(huán) ,由上式有 由于過程是 可逆 的 ,所以有 于是可得 P V a b 1 2 0ddd1221??? ???ba TQTQTQ?? ?? 2112 dd bb T QT Q?? ? 2121 dd ba TQTQ這說明在狀態(tài) 2之間 :熱溫比的積分 和過程的具體情況無關(guān) (注意 :必須是可逆過程 )。
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