熵的引出 移项得: R9=R9 R2 说明任意可逆过程的热温 R 商的值决定于始终状态,而 与可逆途径无关,这个热温 B 商具有状态函数的性质。 任意可逆过程 16
16 熵的引出 说明任意可逆过程的热温 商的值决定于始终状态,而 与可逆途径无关,这个热温 商具有状态函数的性质。 移项得: 1 2 B B R R A A ( ) ( ) Q Q T T = 任意可逆过程
熵的定义 Clausius根据可逆过程的热温商值决定于始终态而 与可逆过程无关这一事实定义了“熵”(entropy)这 个函数,用符号“S表示,单位为:JK1 设始、终态A,B的熵分别为SA和SB,则: -s=A=2 或 AS=∑ -∑2a=0 对微小变化 s=2) 这几个熵变的计算式习惯上称为熵的定义式,即熵 的变化值可用可逆过程的热温商值来衡量。 17
17 熵的定义 Clausius根据可逆过程的热温商值决定于始终态而 与可逆过程无关这一事实定义了“熵”(entropy)这 个函数,用符号“S”表示,单位为: 1 J K− d ( )R Q S T 对微小变化 = 这几个熵变的计算式习惯上称为熵的定义式,即熵 的变化值可用可逆过程的热温商值来衡量。 B B A R A ( ) Q S S S T − = = R ( ) 0 i i i Q S T ( )R − = i i i Q S T 或 = 设始、终态A,B的熵分别为SA和SB,则:
说明: (1)熵是状态函数,广度性质(容量性质); (2)公式中的温度为环境温度,在可逆过程 中也是系统的温度 (3)△S计算需通过可逆过程进行,但并不是 只有可逆过程才有熵变。不可逆过程的需要 通过在同样的始终态间设计可逆途径来计算。 18
18 说明: (1)熵是状态函数,广度性质(容量性质); (2)公式中的温度为环境温度,在可逆过程 中也是系统的温度 (3)ΔS计算需通过可逆过程进行,但并不是 只有可逆过程才有熵变。不可逆过程的需要 通过在同样的始终态间设计可逆途径来计算
§2.5 Clausius不等式与熵增加原理 Clausius不等式 热力学第二定律的数学表达式 熵增加原理 19
19 §2.5 Clausius 不等式与熵增加原理 Clausius 不等式—— 热力学第二定律的数学表达式 熵增加原理
Clausius不等式 设温度相同的两个高、低温热源间有一个可逆热 机和一个不可逆热机。 则:n=g+=1+ < T-=1- g 根据Carnot定理:71<门R 则 之h <0 推广为与个热源接触的任意不可逆过程,得: 20
20 Clausius 不等式 设温度相同的两个高、低温热源间有一个可逆热 机和一个不可逆热机。 h c h h c R 1 T T T T T = − − = 根据Carnot定理: I R 0 h h c c + T Q T Q 则 推广为与n个热源接触的任意不可逆过程,得: h c c I h h 1 Q Q Q Q Q + 则: = = + 0 i n i i i T Q <