热力学基本概念与基本规律.ppt

⑶、温度计 用建立热平衡的方法测量温度。 利用几何量或物理量的变化，指示温度的变化。 选择适当的测温物质标定温度。理想气体温标、热力学温标。 第六十一页，共一百一十页，2022年，8月28日 建立温度计与被测 系统的热平衡。 水银温度计 2. 选择水银柱长随温 度变化指示温度。 0 10 20 30 3. 用水的三相点作摄 氏零度。沸点为 100度。确定温标。 第六十二页，共一百一十页，2022年，8月28日 热力学第一定律的积分式 二、热力学第一定律 热力学第一定律的微分式 对于绝热系统: 故有 对于孤立系统: 故有 热力学第一定律也可以表述为 第一类永动机是不可能造成的. 系统内能的增加等于系统在过程中吸收的热量和外界对系统外的功的和 当系统经历一个循环过程后,内能不变.表明系统经循环过程对外做的功等于它所吸收的热量.如果外界不供给热量，该系统不能对外做功 第六十三页，共一百一十页，2022年，8月28日 能量守恒定律 自然界一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，可以从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移（传递）到另一个物体，在传递与转化中能量的数量不变。 第一类永动机是不可能造成的. 第六十四页，共一百一十页，2022年，8月28日 克劳修斯表述 不可能将热量从低温热源传到高温热源而不引起其它的变化。 1、两种表述： 三、热力学第二定律 Q 第六十五页，共一百一十页，2022年，8月28日 开尔文表述 不可能从单一热源吸热使之完全变成有用功而不引起其它的变化。 上面情况又可以看作仅从热源 吸热并做功。 第六十六页，共一百一十页，2022年，8月28日 “不引起其它变化”的条件，如果没有这个条件，热量是可以从低温物体传到高温物体的. 热力学第二定律的两种表述 1、开尔文表述： 不可能从单一热源吸取热量使之完全转变为有用功而不引起其它变化. 开尔文表述也可以简述为功变热不可逆， 或第二类永动机是不可能造成的. “不引起其它变化”是条件，如果没有这个条件，热量是可以全部转化为功的. 这类永动机不违背热力学第一定律，可以利用大气或海洋作为单一热源，几乎可以取之不尽地不断吸取热量而做功. 2、克劳修斯表述： 不可能把热量从低温物体传到高温物体而 不引起其它变化. 克劳修斯表述的等效表述为：热传递不可逆. 热力学第二定律的实质在于指出： 一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的. 热力学第二定律可以有各种不同的表述，但可以证明，这些表述都是等效的. 第六十七页，共一百一十页，2022年，8月28日 2、两种表述的等效性 如果克氏说法不成立，单源热机将是可能的，即开氏说法不成立。 如果开氏说法不成立，则由 一单源热机带动一制冷机， 净结果为热量 从低温热源传到高温热源而未产生其它 变化，即克氏说法不成立。 第六十八页，共一百一十页，2022年，8月28日 3、意义： 高温热源 热量 低温热源 可能 不可能 高温热源 低温热源 热量 功 热 可能 不可能 功 热 这两个过程不可逆。 1. 自然界存在很多不可逆热力学过程。 2.不可逆过程是相互等效的。 第六十九页，共一百一十页，2022年，8月28日 四、热力学第三定律 不可能将任何物体的温度冷却到绝对温度的零度。 第七十页，共一百一十页，2022年，8月28日 §1.4 熵的定义及热力学第二定律的数学表示 理想气体的卡诺循环 卡诺定理 热力学温标 克劳修斯不等式 熵的定义 热力学第二定律的数学表示 第七十一页，共一百一十页，2022年，8月28日 一、理想气体的卡若循环 两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程 工质：1摩尔理想气体 第七十二页，共一百一十页，2022年，8月28日 理想气体的各种程： 过程方程 做功 吸热 等温过程 常数 等压过程 常数 等容过程 常数 绝热过程 常数 常数 常数 第七十三页，共一百一十页，2022年，8月28日 1、等温过程 第七十四页，共一百一十页，2022年，8月28日 2、绝热过程 常数 第七十五页，共一百一十页，2022年，8月28日 § 1.8. 理想气体的绝热过程： 一、绝热过程方程 由热一定律： 第七十六页，共一百一十页，2022年，8月28日 等温过程 在同一点 p,V 绝热线的斜率的绝对值大于 等温线斜率的绝对值。 绝热过程 第七十七页，共一百一十页，2022年，8月28日 一、热力学过程 热力学系统的状态随时间变化的过程称为热力学过程，简称为过程。 第二十九页，共一百一十页，2022年，8月28日 准静态过程和非静态过程 如果过程进行