3.2热力学第二定律 历史上曾有人试图用第一定律中的状态函数山、H来判断过程的 方向，其中比较著名的是“Thomson-Berthe/ot规则”。其结论： 凡是放热反应都能自动进行；而吸热反应均不能自动进行。 但研究结果发现，不少吸热反应仍能自动进行。高温下的水煤 气反应C(s)+H20(g)→C0(g)+H2(g)就是一例。 既然第二定律要解决的是过程的方向和限度问题，那第 二定律中能否找到像热力学能(U)或焓（H)这样的热力学 函数，只要计算△U和△H就可进行计算和判断呢？ 11
历史上曾有人试图用第一定律中的状态函数U、H来判断过程的 方向，其中比较著名的是“Thomson-Berthelot 规则 ” 。其结论： 凡是放热反应都能自动进行；而吸热反应均不能自动进行。 但研究结果发现，不少吸热反应仍能自动进行。高温下的水煤 气反应C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)就是一例。 11 既然第二定律要解决的是过程的方向和限度问题，那第 二定律中能否找到像热力学能（U）或焓（H）这样的热力学 函数，只要计算△U和△H就可进行计算和判断呢？ 3.2 热力学第二定律
2.3 Carnot循环与Carnot定理 热机：在1，两热源之间工作，将热转化为功的机器。如蒸汽 机、内燃机。 高温热源2 高温热源（燃烧产物 吸热☑2 热机 做出功W 放热Q4 01 低温热源（冷却介质） 低温热源T 蒸汽机原理图 我们总是希望热尽可能的转变为功，那这个转化 12 的限度是多少呢？
12 2.3 Carnot循环与Carnot定理 低温热源T1 高温热源T2 吸热Q2 放热Q1 做出功W 我们总是希望热尽可能的转变为功，那这个转化 的限度是多少呢？ 热机：在T1, T2两热源之间工作,将热转化为功的机器。如蒸汽 机、内燃机
2.3 Carnot循环与Carnot定理 卡诺热机：是一种理想热机，工作介质为1mol理想气体，在 T,两热源（设热容无限大）之间工作，经过一个由四个可 逆过程组成的循环过程一卡诺循环。 p A(pi,Vi) A→B:定温可逆膨胀，吸热☑； 2B(p2,V2) B→C:绝热可逆膨胀； CD:定温可逆压缩，放热Q; D下 (p4,V4) D→A:绝热可逆压缩； C(p3,Va) 13
13 2.3 Carnot循环与Carnot定理 卡诺热机：是一种理想热机，工作介质为1mol理想气体，在 T1, T2两热源（设热容无限大）之间工作，经过一个由四个可 逆过程组成的循环过程——卡诺循环。 A→B：定温可逆膨胀，吸热Q2; B→C：绝热可逆膨胀; C→D：定温可逆压缩，放热Q1; D→A:绝热可逆压缩; p V A(p1 ,V1 ) B(p2 ,V2 ) T1 C(p3 ,V3 ) D (p4 ,V4 ) T2
2.3 Carnot循环与Carnot定理 n(卡诺热机)=-W总/Q2 A→B:定温可逆膨胀：A(P,V,T)→B(P2,V2,T) 、A0,V,T) △U1=0 B(P2,V,T2) T W,=-nRT.loV Q2=-W1 b 14
14 2.3 Carnot循环与Carnot定理 (卡诺热机)= － W总/Q2 1 1 2 2 2 2 A p V T B p V T ( , , ) ( , , ) → p 1 1 2 A p V T ( , , ) 2 2 2 B p V T ( , , ) V T2 a b A→B：定温可逆膨胀：
2.3 Carnot循环与Carnot定理 B→C:绝热可逆膨胀：B(P2,V,T)→Cp3,V,T) 2=0 A(P:V T2) Bp2,',T) W=△U2 T =∫Cmd Cp3,',T) a b 15
15 B→C：绝热可逆膨胀: 2.3 Carnot循环与Carnot定理 2 2 2 3 3 1 B p V T C p V T ( , , ) ( , , ) → Q = 0 W U 2 2 = 1 2 ,md T V T = C T p A(p ,V ,T ) 1 1 2 B(p ,V ,T ) 2 2 2 3 3 1 C p V T ( , , )V T2 a b c