7熵增原理+.ppt

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1、1解：设计一可逆过程来计算a）pVV1V2abc1234例:1摩尔气体绝热自由膨胀，由V1到V2，求熵的变化等温过程b）等压+等容（1-3-2）2解：设计一可逆过程来计算c）绝热+等容（1-4-2）pVV1V2abc1234例:1摩尔气体绝热自由膨胀，由V1到V2，求熵的变化3例：1kg0oC的冰与恒温热库(t=20oC)接触，最终系统熵的变化多少?解：求0oC的冰变成20oC水的熵变：设计可逆过程：分两步：第一步：0oC的冰等温融化成0oC的水，熵变ΔS1第二步：0oC水与一系列温度逐渐升高热库接触，升温到20oC，熵变ΔS24热库，设计等温放热

2、过程总熵变化2)热库的熵变？例：1kg0oC的冰与恒温热库(t=20oC)接触，最终系统熵的变化多少?5凡例证明绝热线与等温线不能相交于两点A12QOVp等温线绝热线1(2)由热力学第一定律，（1）由过程方程等温线绝热线应同时成立，1和2必是一个点。（3）由热力学第二定律等温过程：T1=T2绝热过程：T1≠T2二者矛盾系统只从单一热源吸热,完成一个循环，系统对外作功,并一切恢复原状违背热力学第二定律的开尔文表述例：6例：对于理想气体，下图哪些循环过程不可能实现？绝热等温等容绝热等温等容绝热等压绝热（A）（B）（C）(A)、(C)7小议链接2（1）可

3、逆过程一定是准静过程；（2）准静过程一定是可逆过程；（3）不可逆过程一定找不到另一个过程使系统和外界完全复原；（4）非准静过程一定是不可逆过程。判断下列说法中哪一种是不正确的例:关于可逆和不可逆过程的判断，（1）准静态过程一定是可逆过程；（2）可逆的热力学过程一定是准静态过程；（3）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；（4）凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。正确的是（）（A）（1）、（2）、（3）；（B）（1）、（2）、（4）；（C）（2）、（4）；（D）（1）、（4）。9VOpAB可逆过程不可逆过程一、熵增加原理推广到任意的不可逆循环系统在高

4、低温热源之间经历一不可逆循环热源温度对可逆过程积分（熵增）要比对不可逆积分大§6-7熵增加原理热力学第二定律的统计意义10热源温度绝热系统可逆不可逆孤立系统熵增加原理：在绝热（孤立）系统中发生的任何不可逆过程，都导致整个系统熵的增加，系统的熵只有在可逆过程中才是不变的。11绝热系统可逆不可逆孤立系统说明：（1）熵是态函数。始末状态确定，熵增就确定。如果上述可逆过程和不可逆过程的初态相同，那么末态一定不同。例:一绝热容器，若中间以隔板隔开，左半部分充满理想气体，其压强为P0，容积为V0，右半部分是是真空，容积为V0，(1)当抽开隔板达到平衡后，求熵变

5、(2)隔板换成活塞，让它非常缓慢地向右移动至终态容积为2V0时，求熵变(1)非准静态过程，设计等温膨胀过程(2)准静态过程，绝热膨胀过程12PV0等温绝热绝热不可逆由绝热材料包围的容器被隔板隔为两半，左边是理想气体，右边是真空．如果把隔板撤去，气体将进行自由膨胀过程，达到平衡后气体的温度________(升高、降低或不变)，气体的熵_______增加、减小或不变)．不变13增加14绝热系统可逆不可逆孤立系统说明：（2）自发过程（或不可逆过程）是初始平衡态被破坏之后，经一系列不平衡态到达平衡态的过程。熵增原理表明相对于非平衡态，平衡态的熵具有最大值。

6、15绝热系统可逆不可逆孤立系统说明：（3）对于非绝热或非孤立系统，其中发生的过程，熵可能增加，也可能减少。16等体过程：例：设理想气体的热容量为常量。求：（1）理想气体经可逆等温、等压、等体、绝热过程的熵变；（2）理想气体由任意可逆过程的熵变。解：等压过程：绝热过程：等温过程：任意过程：绝热线是等熵线pV0等温绝热17什么是宏观状态所对应微观状态？任一宏观状态所对应的微观状态数热力学几率：W理想气体处于平衡态平衡态的宏观参量不随时间变化，然而，从微观上来看，它总是从一个微观状态变化到另一个微观状态，只是这些微观状态都对应同一个宏观状态而已。二、热力

7、学第二定律的统计意义隔板AB系统的同一个宏观状态可能对应于非常多的微观状态先讨论由四个粒子组成的系统18分子位置的分布（微观态）微观态数目一个宏观态对应的宏观态出现概率AB614411/164/164/161/166/16共16种微观态分子数的分布（宏观态）AB5种宏观态W19对应微观状态数目多(W大)的宏观状态出现的几率最大0123456左4右0左3右1左2右2左1右3左0右4W20N=1023WN/2Nn（左侧粒子数）21两侧粒子数相同的宏观态微观状态数目最多(W最大)22出现的几率最大平衡态有序无序W不是最大值的非平衡态W为最大值的平衡态孤立

8、系统、自然过程功转变成热量高温物体低温物体Q气体自由膨胀玻耳兹曼从理论上证明其关系如下：上式称为玻耳兹曼关系，k为玻耳兹曼