卡诺定理熵增加原理.ppt

文档介绍：卡诺定理熵增加原理
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第1页，共39页，2022年，5月20日，3点37分，星期二
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①功的计算
在等体变化中：
在等压变化中：
在等温变化中：
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第2页，共39页，2022年，5月开尔文（Kelvin）表述的另一形式
① 第二类永动机：从单一热源吸收热量全部转化
为机械功而不产生其它影响的一种循环动作的机器。
② 表述：第二类永动机是不可能制成的。
热机效率是不可能达到100%的。在自然界中把热转化为功时，不可避免地把一部分热传递给低温的环境。
热机
Q2
Q1
高温热源T1
低温热源T2
W
有人估算将海水降低 ，所获得的能量可使全世界的工厂开动几个世纪。
单一热源
热机
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第16页，共39页，2022年，5月20日，3点37分，星期二
Q
2. 克劳修斯(Clisuis)表述(1850)
3. 两种表述的等效性
反证法：违反了Kelvin 表述
也就违反了Clausius表述
反过来违反了Clausius 表述
也就违反了Kelvin表述。
借助致冷机，是可以把热量由低温传递到高温，
但要以外界作功为代价，也就是引起了其他变化。
高温热源T1
低温热源T2
Clausius表述：热传导的过程是不可逆的。
热量不能自动地从低温物体传向高温物体
Kelvin表述：功热转换的过程是不可逆的。
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如果第二类永动机可造出来
1) 违反了Kelvin 表述也就违反了Clausius表述
令其推动卡诺致冷机
联合机的唯一效果：
即从单一热源吸热全部变成有用功而无其它影响
热机
高温热源（T1）
低温热源（T2）
Q1
Q1+Q2
致冷机
高温热源（T1）
低温热源 （T2）
Q2
W
Q2
Q2
违反了Clausius表述
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热机
热机
2) 违反了Clausius 表述也就违反了Kelvin表述
即热量自动从低温物体传到高温物体
高温热源（T1）
低温热源（T2）
W=Q1-Q2
Q1-Q2
高温热源（T1）
Q1
Q2
W=Q1-Q2
令其推动卡诺热机
联合机的唯一效果：
Q2
Q2
违反了Kelvin表述
设有一违反Clausius 表述的致冷机存在
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各种自发过程的不可逆性是相互关联的
任何一种不可逆过程的表述，
都可作为热力学第二定律的表述！
热二律的实质：与热相联系的自然现象中
一切自发过程都是不可逆的。
功、热转换的不可逆性
热传导的不可逆性
开氏、克氏表述等效
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第20页，共39页，2022年，5月20日，3点37分，星期二
热一律一切热力学过程都应满足能量守恒。
但满足能量守恒的过程是否一定都能进行?
热二律满足能量守恒的过程不一定都能进行!
过程的进行还有个方向性的问题。
问题:
1、热力学过程的方向性
二 自然过程的不可逆性
注意：方向性，指无条件的、自发的、勿须外界
干预而进行的方向。
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第21页，共39页，2022年，5月20日，3点37分，星期二
功热转换
自由膨胀过程
热力学第二定律的任务就是要说明与热相联系的自发过程的方向性。
搅拌水作功
真空
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???
君不见黄河之水天上来奔流到海不复回
君不见高堂明镜悲白发朝如青丝暮成雪
不可逆过程
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第2