[理學(xué)]5第五章熱力學(xué)基礎(chǔ)-資料下載頁(yè)
2025-01-21 20:41本頁(yè)面
【正文】 T1 (a) (b) 32 假如開(kāi)爾文表述不成立 ， 我 們可以制作一個(gè)熱機(jī) R ， 只從 高溫?zé)嵩?T1吸取熱量 Q ， 并全 部轉(zhuǎn)變?yōu)楣? W。 利用功去推動(dòng) 制冷機(jī) S， S在一個(gè)逆循環(huán)中將 從低溫?zé)嵩?T2吸取熱量 Q2， 并 向高溫?zé)嵩?T1釋放熱量 Q2 + W = Q2 + Q ， 如圖 (a) 。 R S Q Q2 Q+Q2 W 低溫?zé)嵩? T2 高溫?zé)嵩? T1 (a) 將 R和 S組合起來(lái) ， 組合體將從 T2吸取熱量 Q2， 向 T1釋放熱量Q+Q2–Q=Q2， 除此之外不發(fā)生任何其他變化 ， 如圖 (b)。 R+S Q2 Q2 高溫?zé)嵩? T1 低溫?zé)嵩? T2 (b) 33 可見(jiàn)，假如克勞修斯表述不成立，即熱量 Q2自動(dòng)地從低溫?zé)嵩?T2傳向了高溫?zé)嵩?T1。 由熱傳導(dǎo)過(guò)程的不可逆性推斷功變熱過(guò)程的不 可逆性。 Z K Z+K Q Q2 2 A 高溫?zé)嵩? T1 低溫?zé)嵩? T2 低溫?zé)嵩? T2 高溫?zé)嵩? T1 (a) (b) Q Q A 34 假如克勞修斯表述不成立 ， 我 們可以制作一個(gè)裝置 Z ， 低溫?zé)? 源 T2 的熱量 Q 自動(dòng)地傳向高溫?zé)? 源 T1。 在 T1和 T2之間設(shè)計(jì)一個(gè)卡 諾熱機(jī) K， 它在一個(gè)循環(huán)中從 T1 吸取熱量 Q， 一部分用于對(duì)外界 作功 W， 另一部分 Q2被釋放到 T2。 Z K Q Q2 W 低溫?zé)嵩? T2 高溫?zé)嵩? T1 (a) Q Q 如果將 Z和 K組合起來(lái) ， 這個(gè)組 合體將只從低溫?zé)嵩?T2吸取熱量Q?Q2， 并完全轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外界作功 W， 如圖 (b)所示 。 這就是說(shuō) 開(kāi)爾文表述也不成立了 。 Z+K 2 高溫?zé)嵩? T1 低溫?zé)嵩? T2 (b) A 35 二、可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程 ? 可逆過(guò)程 : 在系統(tǒng)狀態(tài)變化過(guò)程中 , 如果逆過(guò)程能重復(fù)正過(guò)程的每一狀態(tài)回到初態(tài) , 而不引起其他變化 , 這樣的過(guò)程叫做可逆過(guò)程 . ?不可逆 過(guò)程：在不引起其他變化的條件下 ， 不能使逆過(guò)程重復(fù)正過(guò)程的每一狀態(tài) ， 或者雖能重復(fù)但必然會(huì)引起其他變化 ， 這樣的過(guò)程叫做不可逆過(guò)程 . 可逆過(guò)程的條件是 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程 ， 且無(wú)摩擦力 、 粘滯力或其他耗散力作功 ， 無(wú)能量耗散 .（ 作功無(wú)摩擦 、傳熱無(wú)溫差的準(zhǔn)晶態(tài)過(guò)程 ） 36 三、自然過(guò)程的方向 通過(guò)摩擦而使功變熱的過(guò)程是不可逆的 . 例如：飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)、焦耳實(shí)驗(yàn)（重物下落） . 1． 自然界里的功熱轉(zhuǎn)換過(guò)程具有方向性 . 2． 熱量由高溫物體自動(dòng)地傳向低溫物體的過(guò)程即 熱傳導(dǎo)過(guò)程 是不可逆的 . 作功可全部轉(zhuǎn)換為熱；但經(jīng)歷循環(huán)，熱不可能全部變成功 . 熱傳導(dǎo)過(guò)程具有方向性，熱可以從高溫物體自動(dòng)傳向低溫物體，但熱不能有低溫物體自動(dòng)傳向高溫物體 . 37 3. 氣體的絕熱自由膨脹 氣體向真空中絕熱自由膨脹的過(guò)程是不可逆的 . 以上三個(gè)典型的實(shí)際過(guò)程都是按一定的方向進(jìn)行的 ， 是不可逆的 . 相反方向的過(guò)程不能自動(dòng)地發(fā)生 ，或者說(shuō) ， 可以發(fā)生 ， 但必然產(chǎn)生其他后果 . 一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀實(shí)際過(guò)程都是不可逆的，這就是熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì) .
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