热力学第二定律 Flashcards
热力学第二定律主要解决什么问题?
变化的方向和限度
自发过程的共同特征是什么?
不可逆性。指自发变化后,不可能使体系和环境都恢复到原来的状态,而不留下任何影响。
自发过程是什么?
能够自动发生的过程。即无需外力(环境)帮忙就能发生的变化
要使逆过程进行,该怎么做?
需外力作用,引起其他变化。
自发变化的方向和限度
方向:最终的去向
限度:平衡态为止
热力学第二定律的开尔文说法
不可能从单一热源取热使之完全变为功,而不发生其他变化。
热力学第二定律的另一种开尔文说法
第二类永动机是不可能造成的
第一类永动机?
不需要能量,而永远做功。
第二类永动机
从单一热源取热,连续对外做功,而不产生其他影响的机器
如何做到热全部变为功?
热可以变为功,且需低温热源容纳。即必须有两个热源,高温吸热,低温放热。
理想气体等温膨胀 (P1V1)——(P2V2)
△U=0, Q=-W
从单一热源吸热,而且全部变成了功。但产生了影响,体系状态改变了。若复原,需压缩功。
热力学第二定律的克劳修斯说法?
不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起其它变化。
克劳修斯说法和开尔文说法的共同点是什么?
都指出了某种自发过程的逆过程是不可能自动进行的。
克劳修斯:热传导的不可逆性
开尔文:热功转化的不可逆性
热力学第二定律可以被证明么?
不可以。它是经验总结得到的。
卡诺定理是什么?
所有工作于同温热源与冷源之间的热机,其效率都不能超过可逆热机的热效率。即热机效率最高。
如何证明卡诺定理?
反证法:热源与冷源之间有I,R。I,R都做功W。现让I对R做功,R反向工作,分析从低温热源吸收的热量,竟然为正!违反了克劳修斯说法。
卡诺定理的推论?
所有工作于同温热源与同温冷源间的可逆热机效率相等,与热机的工作物质无关,只与两热源温度有关。
卡诺循环的公式?
ηR=1+Q2/Q1=1-T2/T1
卡诺定理公式?
ηI<ηR=1-T2/T1<1
卡诺循环的热温熵之和?
η=1+Q2/Q1=1-T2/T1
Q1/T1+Q2/T2=0
任意可逆循环的热温熵之和为?
0
可将任意可逆循环划分为很多个小卡诺循环。
任意状态函数经循环过程,其增量为
0
与途径无关,只由是始终态决定
熵的单位?
J·K-1
熵是什么性质?
容量性质
熵守恒么?
熵是非守恒量
整个体系的熵怎么求?
整个体系的熵是各个部分熵的总和。
熵变? 绝热可逆过程
0
熵变? 孤立体系绝热过程
0
量热熵是什么?
量热数据确定S的绝对值
统计(光谱)熵是什么?
由统计或结构数据确定的S绝对值。
热温熵之和?不可逆循环
<0
热温熵之和?不可逆过程
<△S体系
热力学第二定律数学表达式/克劳修斯不等式?
△S≥∑(δQi/Ti)
这其实就是热温熵之和不大于熵变
热温熵之和?孤立体系
0
热温熵之和?绝热体系
0
热温熵之和?等温过程
Q/T