13-6 热力学第二定律的表述 卡诺定理第十三章 热力学基础物理学第五版
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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,
13-6 热力学第二定律的表述 卡诺定理第十三章 热力学基础物理学第五版
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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 放出热量给其它物体，或者说 不 使 外界 发生任何变化,
一 热力学第二定律的两种表述
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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
，但它是非循环过程,
1
2
),,( 11 TVp
),,( 22 TVp
1p
2p
1V 2V
p
Vo
W
ETQ W
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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,
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永动机的设想图
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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,
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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,
高温热源 1T
低温热源 2T
卡诺致冷机
1Q
2Q
W
Vo
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,
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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，而且不引起其它变化，这样的过程叫做可逆过程,
二 可逆过程与不可逆过程准静态无摩擦过程为可逆过程
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不可逆过程,在不引起其它变化的条件下，
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它变化，这样的过程叫做不可逆过程,
非 准静态过程为不可逆过程,
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准静态过程（无限缓慢的过程），且无摩擦力、粘滞力或其它耗散力作功，无能量耗散的过程,
可逆过程的条件
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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
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(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,
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以卡诺机为例，有
( 不可逆 机 )
（ 可逆 机 ）1 211 21 T TTQ QQ
≤
第十三章 热力学基础物理学第五版
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13-4 理想气体的等温过程和绝热过程选择进入下一节：
13-6 热力学第二定律的表述 卡诺定理
13-7 熵 熵增加原理
13-8 热力学第二定律的统计意义
13-5 循环过程 卡诺循环本章目录