§3.2 热力学第二定律 力东理工大深 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Clausius的说法： 不可能把热从低温物体传到高温物体，而不 引起其他变化” Kelvin的说法： 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。 12 2025/4/2
12 2025/4/2 12 §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”
热力学第二定律的经典表述 力东理子大得 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Clausius和Kelvin的说法 工高温存储器 是等价的。 假设Clausius的说法不成 立，从低温热源可以自动传给 热机 高温热源Qc的热 令一个Carnot机在两个热 源之间工作，从高温热源吸Q 工低温存储器 的热，一部分对外做功，恰好 放给低温热源Q的热。 结果：Carnot机从单一热源吸热，全部变为功而没有 其他变化这违反了Kelvin的说法 13 2025/4/2
13 2025/4/2 13 Clausius和Kelvin的说法 是等价的。 假设Clausius的说法不成 立，从低温热源可以自动传给 高温热源QC的热 令一个Carnot机在两个热 源之间工作，从高温热源吸Qh 的热，一部分对外做功，恰好 放给低温热源QC的热。 结果：Carnot机从单一热源吸热，全部变为功而没有 其他变化这违反了Kelvin的说法 Th W Tc Qh Qc Qc 热力学第二定律的经典表述
归东理王大 热力学第二定律 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 热力学第二定律的经典说法 ★一个系统可以在不产生其它变化条件下将功全部转化为热。 ★功与热的“品位”不同，功的“品位”高，热的“品位”低。 ★高“品位”能量可以自发转化成低“品位”能量。 ★遵守热力学第一定律的过程不一定自发进行。 ★热从高温物体传给低温物体和功转化为热的过程是自发过程， 逆过程不自发，即不能简单逆转而完全复原。 ★自发过程是热力学的不可逆过程！ ★ 经典说法有几十种，彼此等价
14 热力学第二定律的经典说法 ★ 一个系统可以在不产生其它变化条件下将功全部转化为热。 ★ 功与热的“品位”不同，功的“品位”高，热的“品位”低。 ★ 高“品位”能量可以自发转化成低“品位”能量。 ★ 遵守热力学第一定律的过程不一定自发进行。 ★ 热从高温物体传给低温物体和功转化为热的过程是自发过程， 逆过程不自发，即不能简单逆转而完全复原。 ★ 自发过程是热力学的不可逆过程！ 热力学第二定律 ★ 经典说法有几十种，彼此等价
强调说明： 力东理子大深 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 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 人类经验的总结。 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”可用来判断过程的方向。 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）
15 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 人类经验的总结。 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”可用来判断过程的方向。 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)
§3.3 Carnot定理 归东理工大 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Carnot定理： 所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机，其 效率都不能超过可逆机，即可逆机的效率最大。 Carnot定理推论： 所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆热机， 其热机效率都相等，即与热机的工作物质无关。 Carnot定理的意义： (1)引入了一个不等号≤门R,原则上解决了 化学反应的方向问题； (2)原则上解决了热机效率的极限值问题。 20264
16 2025/4/2 16 Carnot定理： Carnot定理推论： Carnot定理的意义： （2）原则上解决了热机效率的极限值问题。 （1）引入了一个不等号 ，原则上解决了 化学反应的方向问题； I R § 3.3 Carnot定理 所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机，其 效率都不能超过可逆机，即可逆机的效率最大。 所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆热机， 其热机效率都相等，即与热机的工作物质无关