文档介绍：第四章 热力学第二定律
§4-1 热二律的表述与实质
热功转换传热
热二律的表述有 60-70 种
1851年
开尔文-普朗克表述
热功转换的角度
1850年
克劳修斯表述
热量传递的角度
开尔文-普朗克表述
不可能从单一热源取热,并使之完全转变为有用功而不产生其它影响。
热机不可能将从热源吸收的热量全部转变为有用功,而必须将某一部分传给冷源。
理想气体 T 过程 q = w
冷热源:容量无限大,取、放热其温度不变
理想气体 T 过程
q = w
T
s
p
v
1
2
热机:连续作功
构成循环
1
2
有吸热,有放热
但违反了热
力学第二定律
热二律与第二类永动机
第二类永动机:设想的从单一热源取热并
使之完全变为功的热机。
这类永动机
并不违反热力
学第一定律
第二类永动机是不可能制造成功的
环境是个大热源
克劳修斯表述
不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其它变化。
热量不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。
空调,制冷
代价:耗功
两种表述的关系
开尔文-普朗克
表述
完全等效!!!
克劳修斯表述:
违反一种表述,必违反另一种表述!!!
证明1、违反开表述导致违反克表述
Q1’= WA + Q2’
反证法:假定违反开表述
热机A从单热源吸热全部作功
Q1 = WA
用热机A带动可逆制冷机B
取绝对值
Q1’-Q2’= WA = Q1
Q1’-Q1 = Q2’
违反克表述
T1 热源
A
B
冷源 T2 <T1
Q2’
Q1’
WA
Q1
证明2、违反克表述导致违反开表述
WA = Q1 - Q2
反证法:假定违反克表述
Q2热量无偿从冷源送到热源
假定热机A从热源吸热Q1
冷源无变化
从热源吸收Q1-Q2全变成功WA
违反开表述
T1 热源
A
冷源 T2 <T1
Q2
Q2
WA
Q1
Q2
对外作功WA
对冷源放热Q2
热二律的实质
•自发过程都是具有方向性的
•表述之间等价不是偶然,说明共同本质
•若想逆向进行,必付出代价