[理學]第十三章熱力學基礎(chǔ)-資料下載頁
2024-12-08 01:15本頁面
【正文】 BACDTTTT ?或 所以 BCABDCTTTTTT ?????? 11?BCADTTTT ?ABDCTTTT???氣體分子動理論 例 2 1mol 單原子理想氣體，從狀態(tài) a 開始，經(jīng)歷一個由兩個等容過程和兩個等壓過程組成的循環(huán)。因效率隨膨脹后終態(tài)體積 而變，求最大效率的極限值。 fVVfVOPa bcd112經(jīng)過一個循環(huán)后系統(tǒng)對外作凈功為 ? ?? ?112 ??? fVW由圖可知： bc、 cd 為放熱過程； da、 ab 為吸熱過程。 解 : 1?? fV氣體分子動理論 等壓吸熱過程:ba ?? ?abP TTCQ ??1等容吸熱過程:ad ?? ?daV TTCQ ??2VfVOPa bcd112? ?125 ??fa VP? ?ab TTR ??25? ?15 ?? fV? ?da TTR ?? 23 ? ? ada VPP 23 ???氣體分子動理論 所以 21 WQW???吸?2)()1(5)(dd?????ffff VVVV?1l i ml i m?????ffV VVf?1)1(51???????ffffVVVV0)(2 ???fV%2051 ??氣體分子動理論 167。 5 熱力學第二定律和不可逆過程 一、自然過程的方向性 一切熱力學過程都必須滿足熱力學第一定律，但其是否一定能實現(xiàn)呢？ （一）熱傳導現(xiàn)象 低溫物體 高溫物體 熱量 熱量自動地從低溫物體傳遞給高溫物體的過程是不可能發(fā)生的。 氣體分子動理論 （二）功變熱 例：飛輪 功 熱 功 熱 靜止的飛輪由于軸承變冷而使飛輪重新轉(zhuǎn)動起來的現(xiàn)象是不可能發(fā)生的。 （三）自由膨脹 氣體決不會自動收縮回容器的左邊，而另一邊變?yōu)檎婵铡? 氣體分子動理論 （四）擴散 均勻混合的兩種氣體又自動分離的過程是絕對不會發(fā)生的。 氣體分子動理論 （五）結(jié)論： 自然界許多過程能自動發(fā)生，滿足熱力學第一定律；自然界許多過程不能自動發(fā)生，不違背熱力學第一定律。 觀察不到 自然界實際上自發(fā)發(fā)生的過程（自然過程）都具有方向性 。 熱力學第二定律 判斷過程進行的方向（哪些能自發(fā)進行，哪些不能） 氣體分子動理論 二、熱力學第二定律的兩種表述 （一）開爾文表述： * 第二類永動機不可能制成 * 并不意味著熱不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣? * 單熱源熱機是不可能制成的 不可能從單一熱源吸取熱量使之完全變?yōu)橛杏霉?而不產(chǎn)生其他影響 。 氣體分子動理論 （二）克勞修斯表述： 不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化，即熱量不能 自動地 從低溫物體傳到高溫物體去。 * 并不意味著熱量不能 從低溫物體傳到高溫物體 高溫 自動 低溫 低溫 非自動 高溫 （外界做功） 氣體分子動理論 高 溫 熱 源 T1 低 溫 熱 源 T2 A B Q Q=W W Q2 Q+Q2 Q2 Q2 如果開爾文表述不成立，則克勞修斯表述也不成立。 （三）兩種表述是等效性的 氣體分子動理論 高 溫 熱 源 T1 低 溫 熱 源 T2 A B W Q2 Q1=Q Q Q 2 W 如果克勞修斯表述不成立，則開爾文表述也不成立。 氣體分子動理論 三、可逆和不可逆過程 設在某一過程 L 中，系統(tǒng)從狀態(tài) A 變化到狀態(tài) B 。如果能使系統(tǒng)從狀態(tài) B 逆向回復到初狀態(tài) A ，而同時 外界也恢復原狀 ，過程 L 就稱為 可逆過程 。 如果系統(tǒng)不能回復到原狀態(tài) A ，或者雖然能回復到初態(tài) A ，但外界不能恢復原狀，那么過程 L 稱為 不可逆過程 。 可逆過程是一種理想的過程 無摩擦的準靜態(tài)過程是 可逆過程 氣體分子動理論 條件： （ 1） 過程進行得無限緩慢，系統(tǒng)在狀態(tài)變化過程中，總是處于一系列平衡狀態(tài)； （ 2） 無摩擦力、粘滯力等耗散力作功 例： 理想氣體的等溫膨脹過程 Q W Q 氣體分子動理論 一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀實際過程都是不可逆的，其自發(fā)進行具有單向性。 不可逆的原因 摩擦（能量耗散） 快速（非靜態(tài)） 不可逆過程可作為熱力學第二定律的表述之一，且彼此等效。 注意 ：不可逆過程不是不能逆向進行，而是說當過程逆向進行時，逆過程在外界留下的痕跡不能將原來正過程的痕跡完全消除。 氣體分子動理論 熱學小結(jié) 一、理想氣體狀態(tài)方程 v R TPV ?三、理想氣體的溫度公式 kTk23??二、理想氣體的壓強公式 knP ?32?氣體分子動理論 四、能量均分原理 五、三種速率 m o l22MRTmkTp ??vm o l88MRTmkT????vm o l2 33MRTmkT ??v熱學小結(jié) 氣體分子動理論 六、 熱力學第一定律 WEQ ???七、熱機 循環(huán)效率 1211QW ????八、熱力學第二定律的兩種表述 熱學小結(jié) 氣體分子動理論 0d ?V0d ?P0d ?T0d ?QCTP ?CTV ?CPV ?1CPV ??21 CTV ???31 CTP ??? ??過程特點 過程方程過程等容等壓等溫絕熱內(nèi)能增量TCME V ??? ?TCME V ??? ?TCME V ??? ?00VP?12lnVVRTM?21lnPPRTM?TCM V ???W功12ln VVRTM?21ln PPRTM?0TCM V ??TCM P ??Q熱量? ?BBAA VPVPi ?2等 值 過 程 與 絕 熱 過 程
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