热力学第二定律 卡诺原理
1 热力学第二定律 卡诺原理
前言 热力学第一定律给出了各种形式的能量在相互转化过 程中必须遵循的规律,但并未限定过程进行的方向。 凡符合热一律的过程—即符合能量守恒的过程是否 都能实现呢? 实验表明,自然界中一切与热现象有关的宏观过程都 是有方向性的。 自然过程的方向性 例如:气体的绝热自由膨胀过程 AB AB 热传导过程 这些典型例子说明自然界的实际过程是按一定的 方向进行的,相反方向的过程不能自动发生,或者说, 如果可以发生,则必然引起其它后果。 2
2 热力学第一定律给出了各种形式的能量在相互转化过 程中必须遵循的规律，但并未限定过程进行的方向。 凡符合热一律的过程---即符合能量守恒的过程是否 都能实现呢？ 实验表明，自然界中一切与热现象有关的宏观过程都 是有方向性的。 一、自然过程的方向性 热传导过程 A B A B 例如：气体的绝热自由膨胀过程。 这些典型例子说明自然界的实际过程是按一定的 方向进行的，相反方向的过程不能自动发生，或者说， 如果可以发生，则必然引起其它后果。 前 言
热力学第一定律无法对这类问题作出解释,需要 个独立于热力学第一定律的新的自然规律,即热力 学第二定律来解释。 、热力学第二定律 1内容 1.开尔文表述 1851年开尔文总结出热力学过程进行的限度。 不可能从单一热源吸取热量,使之完全变成 有用的功而不产生其他影响。 功可以完全变热,但要把热完全变为功而不产生其它 影响是不可能的 以热机为例,热机的循环除了热变功外,还必定有一定 的热量从髙温热源传给低温热源,即产生了其它效果
3 热力学第一定律无法对这类问题作出解释，需要 一个独立于热力学第一定律的新的自然规律，即热力 学第二定律来解释。 二、热力学第二定律 – 不可能从单一热源吸取热量，使之完全变成 有用的功而不产生其他影响。 功可以完全变热，但要把热完全变为功而不产生其它 影响是不可能的。 1851年开尔文总结出热力学过程进行的限度。 1.内容 1.开尔文表述 以热机为例，热机的循环除了热变功外，还必定有一定 的热量从高温热源传给低温热源，即产生了其它效果
热全部变为功的过程也是有的,如,理想气体等温膨 胀。但这时引起了其它的变化。 开尔文表述否定了热机效率能达百分这百的可能性 QusI 77 吸1放=1 高温热源T1 第二类永动机(单热机)不 Q第二类 能制成。 热机 永动机
4 热全部变为功的过程也是有的，如，理想气体等温膨 胀。但这时引起了其它的变化。 开尔文表述否定了热机效率能达百分这百的可能性 高温热源T1 热机 A Q吸 吸 吸 放 Q Q −|Q | = =1 第二类永动机（单热机）不 能制成。 第二类 永动机
2、克劳修斯表述 热量不能自动地从低温热源传到高温热源而 不引起其它的变化。 与之相应的经验事实是,当 两个不同温度的物体相互接触时, 热量将自动地由高温物体向低温高温热源T 物体传递,而不可能自发地由低 温物体传到高温物体。 如果借助制冷机,当然可以把 热量由低温传递到高温,但要以 外界作功为代价,也就是引起了 其它变化克氏表述指明热传导[低温热源21 过程是有方向的
5 高温热源T1 低温热源T2 Q吸 Q放 与之相应的经验事实是，当 两个不同温度的物体相互接触时， 热量将自动地由高温物体向低温 物体传递，而不可能自发地由低 温物体传到高温物体。 如果借助制冷机，当然可以把 热量由低温传递到高温，但要以 外界作功为代价，也就是引起了 其它变化。克氏表述指明热传导 过程是有方向的。 2、克劳修斯表述 – 热量不能自动地从低温热源传到高温热源而 不引起其它的变化