第六章热力学基础6 – 7 热力学第二定律的表述 卡诺定理
1 开尔文说法：不可能制造出这样一种 循
环 工作的热机，它只使 单一 热源冷却来做功，而
不 放出热量给其他物体，或者说 不 使 外 界发生任
何变化,
第二定律的提出
1 功热转换的条件第一定律无法说明,
2 热传导的方向性、气体自由膨胀的不可
逆性问题第一定律无法说明,
一 热力学第二定律的两种表述
第六章热力学基础6 – 7 热力学第二定律的表述 卡诺定理
等温膨胀过程是从
单一热源吸热作功,而
不 放出热量给其它物体,
但它非循环过程,
1
2
),,( 11 TVp
),,( 22 TVp
1p
2p
1V 2V
p
Vo
W
ETQ W
低温热源 2T
高温热源 1T
卡诺热机
1Q
2Q
W
Vo
p
2T
W
1T
A
B
CD
21 TT ?
卡诺
循环是循
环过程，
但需两个
热源，且
使外界发
生变化,
第六章热力学基础6 – 7 热力学第二定律的表述 卡诺定理
永
动
机
的
设
想
图
第六章热力学基础6 – 7 热力学第二定律的表述 卡诺定理
虽然卡诺致冷机能把热量从低温物体移至高温
物体，但需外界作功且使环境发生变化,
2 克劳修斯说法,不可能把热量从低温物体 自
动 传到高温物体而 不 引起 外界的变化,
高温热源 1T
低温热源 2T
卡诺致冷机
1Q
2Q
W
V
o
p
2T
W
1T
A
B
CD
21 TT ?
2Q
1Q
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注 意
1 热力学第二定律是大量实验和经验的总结,
3 热力学第二定律可有多种说法，每一种说
法都反映了自然界过程进行的方向性,
2 热力学第二定律开尔文说法与克劳修斯说
法具有等效性,
第六章热力学基础6 – 7 热力学第二定律的表述 卡诺定理
准静态无摩擦过程为可逆过程
可逆过程, 在系统状态变化过程中,如果逆过
程能重复正过程的每一状态,而不引起其他变化,
这样的过程叫做可逆过程,
二 可逆过程与不可逆过程
第六章热力学基础6 – 7 热力学第二定律的表述 卡诺定理
非 准静态过程为
不可逆过程,
不可逆 过程：在不引起其他变化的条件下，不
能使逆过程重复正过程的每一状态，或者虽能重复
但必然会引起其他变化，这样的过程叫做不可逆过
程,
准静态过程（无限缓慢的过程），且无摩擦
力、粘滞力或其他耗散力作功，无能量耗散的过
程,
可逆过程的条件
第六章热力学基础6 – 7 热力学第二定律的表述 卡诺定理
非 自发传热
自发传热高温物体 低温物体? 热传导
? 热功转换
完全功
不 完全
热
自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是
不可逆的,
热力学第二定律的 实质
无序有序 自发
非均匀、非平衡 均匀、平衡自发
第六章热力学基础6 – 7 热力学第二定律的表述 卡诺定理
1） 在 相同 高温热源和低温热源之间工作的任
意工作物质的 可逆机 都具有 相同 的效率,
三 卡诺定理
2） 工作在 相同 的高温热源和低温热源之间的
一切 不 可逆机的效率都 不可能 大于可逆机的效率,
1
21
1
21
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TT
Q
QQ ????? ?
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( 不 可逆机 )
（ 可逆 机 ）
以卡诺机为例，有