化學與化工學院 电流总是从电压高的一端流向电压低的一端,即电 子由电压低的一端流向电压高的一端。 电子的流动须克服电路的电阻,其结果是电能(功) 转变为热能(电灯光等)。 ·电流自动由低压处流向高压处是不可能的,除非可 以将散失的热量全部变成功,即取决于热能否全部 转化为功,而不引起任何其他变化
Chemistry & Chemical Engineering • 电流总是从电压高的一端流向电压低的一端,即电 子由电压低的一端流向电压高的一端。 • 电子的流动须克服电路的电阻,其结果是电能(功) 转变为热能(电灯光等)。 • 电流自动由低压处流向高压处是不可能的,除非可 以将散失的热量全部变成功,即取决于热能否全部 转化为功,而不引起任何其他变化
化學與化工學院 高温热库T2 例三、热量由高温流向低温 Q'-Q2+W 导热棒 Q'-Q2-W 机器 W ★热库的热容量假设为无限大 Q2 (即有热量流动时不影响热 低温热库T1 库的温度)。一定时间后, 女机器就可以从热库T取 有Q2的热量经导热棒由高温 出Q2的热量,并有Q' 热库T,流向低温热库T1,这 的热量送到热库T2,根 是一个自发过程。 据热力学第一定律(能 量守恒): Q'=Q,+W
Chemistry & Chemical Engineering 例三、热量由高温流向低温 ★热库的热容量假设为无限大 (即有热量流动时不影响热 库的温度)。一定时间后, 有Q2的热量经导热棒由高温 热库 T2流向低温热库 T1,这 是一个自发过程。 ★机器就可以从热库T1取 出 Q2 的热量,并有Q 的热量送到热库T2,根 据热力学第一定律(能 量守恒): Q= Q2 + W
化學與化工學院 高温热库T2 Q-Q2+W 这时低温热库回复了原状; Q'-Q2-W 22 导热棒 机器 W 如果再从高温热库取出 Q2 (Q'-Q2)=W的热量,则两个 低温热库T1 热源均回复原状。 但此时环境损耗了W的功 因此,环境最终能否回复 (电功),而得到了等量的 原状(即热由高温向低温 (Q-Q2)=W的热量。 流动能否成为一可逆过 程),取决于环境得到 的)热能否全部变为功而 没有任何其他变化
Chemistry & Chemical Engineering • 这时低温热库回复了原状; • 如 果 再 从 高 温 热 库 取 出 (Q−Q2 ) =W 的热量,则两个 热源均回复原状。 • 但此时环境损耗了 W 的功 ( 电功 ) , 而得 到了等量的 ( Q−Q2 )= W 的热量。 • 因此,环境最终能否回复 原状 ( 即热由高温向低温 流动能否成为一可逆过 程),取决于 (环境得到 的 ) 热能否全部变为功而 没有任何其他变化
化學與化工學院 从上面所举的三个例子说明,所有的自发过程是 否能成为热力学可逆过程,最终均可归结为这样一个 命题:“热能否全部转变为功而没有任何其他变化” 然而人类的经验告诉我们:“热功转化是有方向性的 功可以无条件地全部变为热;热不能无条件地全部变 为功而不引起其他变化。 所以可以得出结论 “一切自发过程都是不可逆的”一这就是自发过 程的共同特征,也是热力学第二定律的基础
Chemistry & Chemical Engineering 从上面所举的三个例子说明,所有的自发过程是 否能成为热力学可逆过程,最终均可归结为这样一个 命题:“热能否全部转变为功而没有任何其他变化” 然而人类的经验告诉我们:“热功转化是有方向性的, 功可以无条件地全部变为热;热不能无条件地全部变 为功而不引起其他变化。 所以可以得出结论—— “一切自发过程都是不可逆的”——这就是自发过 程的共同特征,也是热力学第二定律的基础
化學舆化工學院 3.2热力学第二定律 (The Second Law of Thermodynamics) 从上面的讨论可知,一切自发过程的方向,最终 都可归结为功热转化的方向问题 “功可全部变为热,而热不能全部变为功而不引 起任何其他变化”。也就是说自然界中发生的一切实 际过程(指宏观过程,下同)都有一定方向和限度。不 可能自发按原过程逆向进行,即自然界中一切实际发 生的过程都是不可逆的。人们总结了自然界自发过程 的特点,建立了热力学第二定律。 热力学第二定理与第一定律一样也是一个公理, 是人们长期实践经验的总结,有很多种表述形式,其 中最具代表的表述有两种:
Chemistry & Chemical Engineering 从上面的讨论可知,一切自发过程的方向,最终 都可归结为功热转化的方向问题: “功可全部变为热,而热不能全部变为功而不引 起任何其他变化” 。也就是说自然界中发生的一切实 际过程(指宏观过程,下同)都有一定方向和限度。不 可能自发按原过程逆向进行,即自然界中一切实际发 生的过程都是不可逆的。人们总结了自然界自发过程 的特点, 建立了热力学第二定律。 热力学第二定理与第一定律一样也是一个公理, 是人们长期实践经验的总结,有很多种表述形式,其 中最具代表的表述有两种: 3.2 热力学第二定律 (The Second Law of Thermodynamics)