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三、卡诺循环 由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程所组成的循环称之为卡诺循环。 高温热源T1 低温热源T2 工质 1?2：与温度为T1的高温热源接触，T1不变， 体积由V1膨胀到V2，从热源吸收热量为: 2?3：绝热膨胀，体积由V2变到V3，吸热为零。 3?4：与温度为T2的低温热源接触,T2不变，体积由V3压缩到V4，从热源放热为: 4?1：绝热压缩，体积由V4变到V1，吸热为零。 对绝热线23和41： 说明： （1）完成一次卡诺循环必须有温度一定的高温 和低温热源 （2）卡诺循环的效率只与两个热源温度有关 （3）卡诺循环效率总小于1 （4）在相同高温热源和低温热源之间的工作的 一切热机中，卡诺热机的效率最高。 逆向卡诺循环反映了制冷机的工作原理，其能流图如图所示。 工质把从低温热源吸收的热量Q2和外界对 它所作的功A以热量的形式传给高温热源Q1. 高温热源T1 低温热源T2 工质 致冷系数 例 1mol氧气作如图所示的循环.求循环效率. 解: Q p V p V 0 0 0 等 温 a b c 0 2V Q Q ca ab bc 9-6 热力学第二定律 一、开尔文表述 不可能制成一种循环动作的热机，它只从一个单一热源吸取热量，并使之完全变成有用的功而不引起其他变化。 另一表述： 第二类永动机（从单一热源吸热并全部变为功的热机）是不可能实现的。 二、克劳修斯表述 热量不可能自动地从低温物体传到高温物体。 两种表述的一致性 高温热源T1 低温热源T2 高温热源T1 低温热源T2 高温热源T1 低温热源T2 高温热源T1 低温热源T2 三、自然过程的方向性 对于孤立系统，从非平衡态向平衡态过渡是自动进行的，这样的过程叫自然过程。 具有确定的方向性。 (1)功变热是自动地进行的。 功热转换的过程是有方向性的。 (2)热量是自动地从高温物体传到低温物体。 热传递过程是有方向性的。 (3)气体自动地向真空膨胀。 气体自由膨胀过程是有方向性的。 四、可逆过程和不可逆过程 可逆过程:设一个系统从某一状态出发,经过一过程达到另一状态,如果存在一个逆过程,能使系统和外界同时完全复原,则原来的过程称为可逆过程. 不可逆过程:如果用任何方法都不能使系统和外界同时完全复原,则原来的过程称为不可逆过程 注意：不可逆过程不是不能逆向进行，而是说当过程逆向进行时，逆过程在外界留下的痕迹不能将原来正过程的痕迹完全消除。 一切与热现象有关的实际过程都是不可逆的。 9-7 热力学第二定律的统计意义 玻尔兹曼熵 一、热力学第二定律的微观意义 系统的热力学过程就是大量分子无序运动状态的变化过程. 功变热过程、热传递过程、气体自由膨胀过程 大量分子从无序程度较小（或有序）的运动状态向无序程度大（或无序）的运动状态转化 热力学第二定律的微观意义 一切宏观自然过程总是沿着无序性增大的方向进行。 二、热力学概率与玻尔兹曼熵 1、热力学概率 不可逆过程的初态和终态存在怎样的差别? 假设A中装有a、b、c、d 4个分子（用四种颜色标记）。 开始时，4个分子都在A部，抽出隔板后分子将向B部扩散并在整个容器内无规则运动。 分布 （宏观态） 详细分布 （微观态） A4B0（宏观态） 微观态数 1 A3B1（宏观态） 微观态数4 A2B2（宏观态） 微观态数 6 开尔文 克劳修斯 卡诺 热力学第一定律 与准静态过程相关的量 与平衡状态相关的状态量 热量 功 = + 内能的增量 热力学第一定律对理想气体的等体、等压、等温、绝热过程的应用 定体（压）摩尔热容 功的几何意义 过程曲线与V轴围成的面积 内能 热力学第一定律应用于理想气体的循环过程 循环过程特征 卡诺循环 卡诺定理 热机效率 制冷系数 热力学第二定律两种表述 态函数：熵，熵增加原理 逻辑主线 第9章作业: P172: 填空：6, 7； 选择题：12, 14, 18, 22, 23； 计算：25, 36, 37 一、内能 功和热量 实际气体内能： 所有分子热运动的动能和分子间势能的总和。 理想气体内能 内能是状态量,是状态参量T的单值函数。 9-1 内能 功和热量 准静态过程 内能是状态参量T、V的单值函数。 改变系统内能的两种方式 做功是系统内能与外界其它形式能量之间的转换。 1、做功可以改变系统的内能 摩擦升温（机械功）、电加热（电功） 功是过程量 2、热传递也可以改变系统的内能 热量是过程量 热传递是内能在系统和外界之间的转移。