3.化学反应:Cd(s)+PbCl(ag)=CdCl2(aq)+Pb(s)1V电解使反应逆向进行,系统恢复原状,CdT阴阳隔膜CdChPbCl2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?1
6 3.化学反应: Cd(s)+PbCl2 (aq)=CdCl2 (aq)+Pb(s) 电解使反应逆向进行, 系统恢复原状,. 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 ? Cd 阴 Pb 阳 A V 隔膜 PbCl2 CdCl2
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
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
S2.2热力学第二定律的经典表述19世纪初,资本主义工业生产已经很发达,迫切需要解决动力问题。当时人们已经认识到能量守恒原理,试图制造第一类永动机已宣告失败,然而人们也认识到能量是可以转换的。于是,人们就想到空气和大海都含有大量的能量,应该是取之不尽的。有人计算若从大海中取热做功,使大海温度下降1℃,其能量可供全世界使用100年..。于是人们围绕这一设想,设计种种机器,结果都失败了。这个问题的实质可归结为热只能从高温物体自动传向低温物体,没有温差就取不出热来(即从单一热源吸热)。8
8 §2.2 热力学第二定律的经典表述 19世纪初,资本主义工业生产已经很发达,迫切需要解决动力 问题。当时人们已经认识到能量守恒原理,试图制造第一类永动 机已宣告失败,然而人们也认识到能量是可以转换的。于是,人 们就想到空气和大海都含有大量的能量,应该是取之不尽的。 有人计算若从大海中取热做功,使大海温度下降1℃,其能量 可供全世界使用100年.。于是人们围绕这一设想,设计种种 机器,结果都失败了。这个问题的实质可归结为热只能从高温 物体自动传向低温物体,没有温差就取不出热来(即从单一热源 吸热)
Kelvin&Plank总结这一教训来表述热力学第二定律:“不可能造成这样一种机器,这种机器能够循环不断地工作,它仅仅从单一热源吸热变为功而没有任何其它变化。上述这种机器称为第二类永动机热力学第二定律的经典叙述可简化为:第二类永动机是不可能造成的Clausius的表述为:不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。9
9 Kelvin & Plank总结这一教训来表述热力学第二定律: “不可能造成这样一种机器,这种机器能够循环 不断地工作,它仅仅从单一热源吸热变为功而没 有任何其它变化。”上述这种机器称为第二类永动机。 热力学第二定律的经典叙述可简化为: “第二类永动机是不可能造成的。” Clausius的表述为: “不可能把热从低温物体传到高温物体而不引 起其它变化
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,否则就不符合事实列如理想气体定温膨胀U-0.0=-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)。10
10 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)