5热学-4热力学第二定律.ppt

第二十章第四讲,本章共4讲,第六篇 多粒子体系的热运动 第20章 热力学第一定律和第二定律,§20.4 热力学第二定律,一.热力学第二定律的两种典型表述及其等效性,注意理解以下四点：,（1） 热力学第一定律和第二定律是互相独立的。,练习,热力学第一定律表明： 1.系统对外做功不可能大于系统从外界吸热； 2.系统内能增量一定等于系统从外界吸热； 3.不可能存在这样的循环，在其循环过程中外界对系统做的功不等于系统传给外界的热量； 4.热机效率不可能等于1。,答案：3,热力学第二定律表明： 1.系统对外做功不可能大于系统从外界吸热； 2.系统内能增量一定等于系统从外界吸热； 3.不可能存在这样的循环，在其循环过程中外界对系统做的功不等于系统传给外界的热量； 4.热机效率不可能等于1。,答案：4,（2）热力学第二定律并不意味着热不能完全转变为功,（3）热力学第二定律指出了热功转换的方向性,从致冷机角度（热传导角度）说明能量转换的方向和限度。,注意理解以下两点：,（1）热力学第二定律并不意味着热量不能从低温物体传到高温物体,3. 两种表述的等效性,2）如果 C 不成立，则存在 A=0 的致冷机，建立如图联合循环,由 1）， 2）， C、K 两种表述等效。,二. 热力学第二定律的实质,1.可逆过程和不可逆过程,（1） 无摩擦，准静态进行,（2）有摩擦，准静态进行,（3）无摩擦，非静态进行,2. 热力学第二定律的实质,单向性：什么方向？,三、热力学第二定律的统计意义,1. 无序性的量度热力学概率,从微观角度讨论无序性的意义,16种微观态，5种宏观态。,每秒放映1亿张，（普通电影 24/秒）,推广：理想气体自由膨胀,由此，包含微观态越多的宏观态出现的概率越大。 当粒子数足够多时，实际上所观察到的宏观态最概然分布。,比较：统计学概率 W 与热力学概率,2. 热力学第二定律的统计意义,热力学第二定律是一个统计规律，对大量粒子体系才有意义，对只含少数分子的系统不适用。,无序性减小的状态不是绝对不可能发生，而是发生的可能性趋于零。 （猴子打字，恰好打出莎士比亚作品；狗与跳蚤的故事),2. 证明一条等温线和一条绝热线不能有两个交点,热机效率的极限：,