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自然界中一切过程都是有方向性。
能够自动进行过程称为自发过程。
一切自发过程都含有方向性和一定进行程度，它们均不能自动地回复原状。
§ 自发过程共同特性
1. 抱负气体向真空膨胀
这是一个自发过程，△T = 0, Q= 0, W = 0, △U = 0.
假如要让膨胀后气体变回原状，则需通过一个定温压缩过程，即△T = 0, △U = 0,而W = -Q 即环境必须对系统做功W，同时系统对环境放热Q，对于环境则有W功变成了Q热。
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2. 热由高温物体传向低温物体
如图所表示，这也是一个自发过程。
图 热由高温物体向低温物体流动示意图
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所有自发过程能否成为热力学可逆过程问题，最后归结为“热能否所有转化为功而不引起其它改变”问题即能否从单一热源吸热使之所有转变为功而不引起其它改变问题。
一切自发过程都是不可逆过程；反之则不一定。
§ 热力学第二定律典型表述
（1）开尔文（开氏）说法：不也许从单一热源吸热使之所有转变为功而不引起其它改变。即第二类永动机（一个能够从单一热源吸热并将所吸热所有转变为功而无其它影响 机器）不也许造成。
（2）克劳修斯（克氏）说法：不也许把热从低温物体转到高温物体而不引起其它改变。
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§ 卡诺循环与卡诺定理
卡诺循环
卡诺热机
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（1）定温（T2）可逆膨胀：A→B
（2）绝热可逆膨胀：B→C
（3）定温（T1）可逆压缩：C→D
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（4）绝热可逆压缩：D→A
依据第一定律，在一次循环以后，系统回复原状，
故卡诺循环所做总功W应等于系统总热效应，即
又因2、4是绝热可逆过程，
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从高温热源取出热Q 2转化为功百分比，称为热机效率或热机转换系数，用符号η表示，即
此式含义为：
卡诺热机在两个热源Tl及T2之间工作时，两个热源“热温商”之和等于零。
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假如把可逆卡诺机倒开，就变成了可逆致冷机。此时，环境对系统作功，系统自低温热源T1吸取热量Q1，而放给高温热源T2热量Q2，其致冷效率（冷冻系数）为：
式中W为环境对致冷机所作功；β为给致冷机作每单位功效从低温热源取出热。
2. 卡诺定理
（2） 卡诺热机效率只与两个热源温度相关，而与工作物质无关；不然亦将违反热力学第二定律。
（1）在两个不同温度热源之间工作任意热机，以卡诺热机 效率为最大。
不然将违反热力学第二定律。
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例1 教材55页例2
已知 T1 = 273－20 = 253 K， T2 = 273 + 25 = 298 K, Q1 = 104 -1
，则致冷机效率为：
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熵概念
图 任意可逆循环
图 任意可逆循环分割 为许多小卡诺循环
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