浙江科技大学：《物理化学》课程教学课件（打印版）第03章 热力学第二定律（1/5）

物理化学第三章ZHEIANGUNIVERSTYOSCIENCE&TECHNOLOGY热力学第二定律不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它变化The Second Law of Thermod ynamicsZhang Li-qing2019/10/12

问题的提出ZHEIANGUNIVERSTYOSCIENNCIATECHNG热力学第二定律热力学第一定律，AU,AH.OWAU =-AUA+BTMAH = -AH判别各种自发过程至于上述反应在指定条件下自发地的方向与限度向哪个方向进行，能进行到什么程度单凭热力学第一定律并不能做出回答Zhang Li-qing32019/10/12

S3.1卡诺循环与卡诺定理ZHEIANGUNIVERSTYCI功可以全部转化为热，而热转化为功则有着一定的限制，正是这种热功转换的限制，使得物质状态的变化存在着一定的方向和限度热力学第一定律就是通过热功转换的限制来研究过程进行的方向和限度ZhangLi-qing2019/10/12

S3.1卡诺循环与卡诺定理HFIANGUNIVERSSCIE1、热机：把工作物质从高T热源吸热，向低T热源放热并对环境作功的循环操作的机器称为热机（将O转化为W的机器W2、一次循环，热机效率n93、工作于同一高T热源和同一低T热源之间的热机其热机效率不同，以可逆热机的效率为最大Zhang Li-qing2019/10/12

卡诺循环（Carnotcycle）ZHEIANGUNIVERSTYOSCIENCE&TECHNOLOGY(T)1824 年，法国工程师N.L.S.Carnot高温存储器(1796~1832)设计了一个循环：(Q)以理想气体为工作物质，从高温T热源吸收Q，的热量热机一部分通过理想热机用来对外做功W(Q.)另一部分Q，的热量放给低温T，热源这种循环称为卡诺循环。(T.)低温存储器卡诺循环Zhang Li-qing.2019/10/12

卡诺循环（Carnotcycle）ZHEIANGUNIVERSTYOISCIENCE&TECHNOLOGY?A(piV1)B(p2V2)C(psVs)D(pV4)?卡诺循环Zhang Li-qing2019/10/12

卡诺循环（Carnotcycle）ZHEIANGUNIVERSTYOSCIENCE&TECHNOLOGYA(P-V)1mol理想气体的卡诺循环在pV图上可以分为四步B(piV)过程1：等温T可逆膨胀由piV,到p2Vz（A→B）C(pV)D(p-V)卡诺循环AU, = 0V2V.Oi = -Wi= nRTilnWi=-nRTilnViV所作功如AB曲线下的面积所示pA(p:V)Q:B(pzV2)卡诺循环第一步8Zhang Li-qing2019/10/12

卡诺循环（Carnotcycle）ZHEIANGUNIVERSTYOSCIENCE&TECHNOLOGYA(p:Vi)过程2：绝热可逆膨胀由p2V2,T,到p3,V3,T2（B-C)B(piV)C(pV)D(p-VA)9 = 0卡诺循环dW, =AU, =所作功如BC曲线下的面积所示A(piV)B(p2V2)C(paVa)卡诺循环第二步Zhang Li-qing2019/10/12

卡诺循环（Carnotcycle）ZHEIANGUNIVERSTYOSCIENCE&TECHNOLOGYA(p:Vi)过程3：等温 T,可逆压缩由pV,到p4V4（C-D)B(piV)C(pV)D(p-VA)△U3= 0卡诺循环VVW3=-nRT2lnQ, = -W, = nRT, lnV3V环境对体系所作功如DC曲线下的面积所示A(piVi)B(peV2)D(paVa)C(paVa)卡诺循环第三步10Zhang Li-qing2019/10/12

卡诺循环（Carnotcycle）ZHEIANGUNIVERSTYOSCIENCE&TECHNOLOGYA(p:Vi)过程4：绝热可逆压缩由p4,V4,T到p1,V1,Ti(D→A)B(piV)C(pV)D(p-VA)9, =0卡诺循环W -AU, -I'c.mdT环境对体系所作的功如DA曲线下的面积所示A(piV.)B(pzV2)D(paVa)C(psVs)卡诺循环第四步11Zhang Li-qing2019/10/12