(一)循環(huán)過程和卡諾循環(huán)
循環(huán)過程是系統(tǒng)(如熱機中的工質(zhì))經(jīng)一系列變化后又回到初態(tài)的整個過程叫循環(huán)過程。循環(huán)過程在P-V圖上是一條封閉曲線。正循環(huán)是順時針繞向的封閉曲線,即不斷的把熱轉(zhuǎn)變成功的過程。逆循環(huán)為逆時針繞向的封閉曲線,即外界對系統(tǒng)作功不斷將熱量從低溫?zé)嵩磦飨蚋邷責(zé)嵩吹倪^程。
(二) 熱力學(xué)第二定律及其統(tǒng)計意義
1.開爾文表述:其唯一效果是熱量全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ倪^程是不可能的。
2.克勞修斯表述:熱量不能自動地從低溫物體傳向高溫物體
熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義:一般的,一個不受外界影響的系統(tǒng),其內(nèi)部發(fā)生的過程,總是由幾率小的狀態(tài)向幾率大的狀態(tài)進(jìn)行;由包含微觀狀態(tài)數(shù)少的宏觀狀態(tài)向包含微觀狀態(tài)數(shù)多的宏觀狀態(tài)進(jìn)行。
熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)就是指出一切自發(fā)過程進(jìn)行的不可逆性,即自發(fā)過程的單向性。
(三)可逆過程和不可逆過程
一般地說,一個過程進(jìn)行時,如果使外界條件改變一無窮小的量,這個過程就可以反向進(jìn)行(其結(jié)果是系統(tǒng)和外界能同時回到初態(tài))則這個過程就叫可逆過程(準(zhǔn)靜態(tài)、無摩擦的過程)
不可逆過程是其結(jié)果不能完全被消除的過程。例如:摩擦生熱,有限溫差熱傳導(dǎo),氣體自由膨脹等。
注意:可逆過程都是平衡過程,但平衡過程不一定是可逆過程。
(四)卡諾定理
1)在相同的高溫?zé)釒旌拖嗤牡蜏責(zé)釒熘g工作的一切可逆熱機,其效率都相等,與工作物質(zhì)無關(guān);
2)在相同的高溫?zé)釒旌拖嗤牡蜏責(zé)釒熘g工作的一切不可逆熱機,其效率不可能大于可逆熱機的效率。
(五)熵
熵是狀態(tài)量,也是相對量。
1、熵差計算。
2、熵增加原理
熵增加原理:在封閉系統(tǒng)中發(fā)生任何不可逆過程導(dǎo)致熵的增加,熵只有對可逆過程才是不變的。
3. 熵差計算
系統(tǒng)的熵是一個態(tài)函數(shù),是描述系統(tǒng)狀態(tài)的實在物理量,所不同的是熵不象溫度和壓強 一類物理量有直感;兩個狀態(tài)間的熵差盡管不能直接測量,但熵差是確定的也是可以設(shè)法計 算的。對不可逆過程,在進(jìn)行熵差計算時,必須在同樣的始、末狀態(tài)之間設(shè)想一個便于計算的最佳 可逆過程,沿此可逆過程計算兩狀態(tài)間熵差即可。
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