熱力學第二定律、習題(參考版)
2025-05-14 03:34本頁面
【正文】 卡諾定理 在相同的高溫熱源和相同的低溫熱源之間工 作的一切可逆機，不論用什么工作物質，其效 效率都相等，都等于理想氣體可逆卡諾熱機的 效率，即 121TT???在相同的高溫熱源和相同的低溫熱源之間工 作的一切不可逆機的效率，都不可能大于可逆 熱機的效率，即 .可逆不可逆 ?? ?. 4 103kg的 H2被活塞封閉在容器的下半部而與外界平衡 ， 容器開口處有一凸出邊緣可防止活塞脫離 ， 如圖 ， (活塞的質量和厚度可忽略 )現(xiàn)把2 104J的熱量緩慢地傳給氣體 ， 使氣體膨脹 ， 求H2最后的壓強 ， 溫度和體積各變?yōu)槎嗌?？ (活塞外大氣處于標準狀態(tài) ) 活塞 H2 解： 已知 M=4 103kg, μ=2 103kg/mol T0=, P0= 105Pa Q=2 104J, i=5, CV=5R/2 , CP=7R/2 ν=M/μ=2mol 由 P0V0=νRT0得 32000 mPRTV ?????由題意可知，過程的開始階段是等壓膨脹過程 , 初態(tài)的狀態(tài)參量為 P0、 T0、 V0， 末態(tài)為 P0、 、 V T?且 V=2V0= 102m3 TVTV??00 由 KTTVVTVVT 000000?????得等壓過程中氣體吸收熱量 )(15 88 97)2(272)( 0000 JRTTTRTTCQ PP ?????????∵ Q QP ∴ 等壓膨脹過程結束后氣體狀態(tài)將繼續(xù)作 等體變化，該過程初態(tài)為 P0、 T39。 熱量從低溫物體傳向 見教材 5段）。 可以證明，開爾文表述和 克勞修斯表述是等 價的。 克勞修斯表述 熱量不可能自動地從低溫物體傳向高溫物體。而 ? =100% 的熱機叫做第二類永動機，它并不違反熱一定律 , 第二類永動機能否造成呢？熱二定律表明，這類 永動機也是不能造成的。 熱二定律表明，任何熱機從外界高溫熱源吸取 的熱量都不能全部用來對外做功，它不可避免地 要將部分熱量釋放到外界低溫熱源去。 從單一熱源吸取的熱量全部用來做功是可能的 但會產(chǎn)生其他的影響。 單一熱源 是指溫度 均勻 且 恒定 的熱源。 三 .熱力學第二律的表述 開爾文表述 不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變 為有用的功而不產(chǎn)生其他的影響。 結論 1)自然界中 一切與熱現(xiàn)象 有關的宏觀過程均是 不可逆 過程。 熱轉換 其 唯一 效果是（自動地）把 熱全部 轉變成 功 的過程是 不可能 發(fā)生的。 P VdVP d??準靜態(tài)無摩擦 VPA dd ?初始小過程 VPA dd ???恢復小過程 單擺的無磨擦擺動是可逆過程。 注意關鍵詞 ?判斷的是原過程 P ?系統(tǒng)和外界全復原 1 2 P 167。 a c 2 1
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