[理學(xué)]5第五章熱力學(xué)基礎(chǔ)(參考版)
2025-01-24 20:41本頁(yè)面
【正文】 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) . 。 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 。 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。 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。 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) 。 由功變熱過(guò)程的不可逆性推斷熱傳導(dǎo)過(guò)程的不 可逆性。 這是因?yàn)樵诘葴剡^(guò)程中 ， 壓強(qiáng)的變化僅是由體積的變化所引起 ，而在絕熱過(guò)程中 ， 壓強(qiáng)的變化不僅是由體積的變化 ， 同時(shí)還由溫度的變化共同引起的 ， 所以系統(tǒng)壓強(qiáng)的變化更為顯著 。1 第五章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 2 50 第五章教學(xué)基本要求 51 熱力學(xué)第一定律及應(yīng)用 52 循環(huán)過(guò)程 卡諾循環(huán) 第五章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 53 熱力學(xué)第二定律 3 教學(xué)基本要求 一、理解準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程及其圖線表示法 . 二 、 理解熱力學(xué)中功和熱量的概念及功 、 熱量和內(nèi)能的微觀意義 ， 會(huì)計(jì)算體積功及圖示 . 會(huì)計(jì)算理想氣體的定壓和定體摩爾熱容 . 三 、 掌握熱力學(xué)第一定律
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