热由高温物体传向低温物体高温热源TIQ' I-Q;+W[Q| = W传热Q冷冻机做功W吸热Q1低温热源T冷冻机做功后,系统(两个热源)恢复原状结果环境失去功W,得到热O,环境是否能恢复原状,决定于热O能否全部转化为功W而不引起任何其它变化?6
6 热由高温物体传向低温物体: 冷冻机做功后,系统(两个热源)恢复原状,. 结果环境失去功W,得到热Q ,环境是否能恢 复原状,决定于热Q能否全部转化为功W而不 引起任何其它变化 ? 低温热源T1 高温热源T2 传热Q1 吸热Q1 做功W |Q’ |=Q1+W |Q| = |W|
人类经验总结:“功可以自发地全部变为热,但热不可而不留任何其它变化”能全部变为功。一切自发过程都是不可逆过程,而且他们的不可逆性均可归结为热功转换过程的不可逆性,因此,他们的方向性都可用热功转化过程的方向性来表达。7
7 人类经验总结: “功可以自发地全部变为热,但热不可 能全部变为功,而不留任何其它变化”。 一切自发过程都是不可逆过程, 而且 他们的不可逆性均可归结为热功转换过 程的不可逆性,因此,他们的方向性都可用 热功转化过程的方向性来表达
$3.2热力学第二定律的说法:Clausius E?不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起其他变化的说法:Kelvin“不可能从单一热源取出热使之完全变为功,而不发生其他的变化后来被Ostward表述为:“第二类永动机是不可能造成的”。第二类永动机:从单一热源吸热使之完全变为功而不留下任何影响。8
8 §3.2 热力学第二定律 Clausius 的说法: Kelvin 的说法: 第二类永动机:从单一热源吸热使之完全变为功而不 留下任何影响。 “不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引 起其他变化” “不可能从单一热源取出热使之完全变为功,而 不发生其他的变化” 后来被Ostward表述为:“第二类永动机是不可 能造成的”
强调说明:所谓第二类永动机,它是符合能量守恒原理的,即从第一定律的角度看,它是存在的,它的不存在是失败教训的总结。2.关于“不能从单一热源吸热变为功,而没有任何其它变化”这句话必须完整理解,否则就不符合事实例如理想气体定温膨胀△U=0,O=W,就是从环境中吸热全部变为功,但体积变大了,压力变小了。3.第二类永动机不可能造成可用来判断过程的可逆与否热力学第二定律的提出是起源于热功转化的研究,寻找相应的热力学函数需从进一步分析热功转化入手(热机效率)。9
9 强调说明: 1.所谓第二类永动机,它是符合能量守恒原理的,即 从第一定律的角度看,它是存在的,它的不存在是 失败教训的总结。 2.关于“不能从单一热源吸热变为功,而没有任何其 它变化”这句话必须完整理解,否则就不符合事实。 例如理想气体定温膨胀U=0, Q=W,就是从环境中吸热全部 变为功,但体积变大了,压力变小了。 3. 第二类永动机不可能造成可用来判断过程的可逆与否 热力学第二定律的提出是起源于热功转化的研究,寻找相 应的热力学函数需从进一步分析热功转化入手(热机效率)
s3.3Carnot定理Th高温热源W=WWWQ1QNt=NRW91911RW假设Qi-WQi-WW-oWn> NR"T.低温热源90. >(a)10
10 § 3.3 Carnot定理 Th 高温热源 Tc 低温热源 Q1 W Q1 ' W Q1 '−W Q1−W I R (a) W =W I '1 W Q = R 1 W Q = 假设 I R > '1 1 W Q W Q > 1 1 ' Q > Q