大学物理学 第一卷 经典物理基础 第6版 课件 13 热力学第二定律.pptx

第十三章：热力学第二定律;本章核心内容;高温热源(T1);ab：从高温热源T1吸热Q1;?;?;热力学第一定律给出了各种形式的能量在相互转化过程中必须遵循的规律，但并未限定过程进行的方向。

观察与实验表明，自然界中一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，或者说是有方向性的。

对这类问题的解释需要一个独立于热力学第一定律的新的自然规律，即热力学第二定律。;;自然界中真实存在的过程都是按一定方向进行的，都是不可逆的。例如：

理想气体绝热自由膨胀是不可逆的。;功热转换;克劳修斯表述（１８５０）：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。;开尔文（W.Thomson，1824-1907），原名汤姆孙，英国物理学家，热力学的奠基人之一。1851年表述了热力学第二定律。他在热力学、电磁学、波动和涡流等方面卓有贡献，1892年被授予开尔文爵士称号。他在1848年引入并在1854年修改的温标称为开尔文温标。为了纪念他，国际单位制中的温度的单位用“开尔文”命名。;说明;2、卡诺定理;卡诺定理的意义：

——指出提高热机效率的途径：

①提高实用热机循环的最高温度，降低最低温度；

②使热机尽量接近卡诺循环；

③减小过程中的散热、摩擦、漏气等不可逆因素。;由卡诺定理可知，工作在两个给定的高温热源和低温热源之间的可逆卡诺热机，则有;;克劳修斯

等式;沿可逆过程的热温比的积分，只取决于始、末状态，而与过程无关，与保守力作功类似。因而可认为存在一个态函数，定义为熵。对于可逆过程;（2）克劳修斯不等式;由A到B沿不可逆路径热温比的积分小于两态熵差;“=”可逆过程“”不可逆过程;③如果系统分为几部分，系统的熵变为各部分熵变之和。;例1：理想气体真空膨胀过程的熵变.;内容：孤立系统经一绝热过程后，熵永不减少。如果过程是可逆的，则熵的数值不变；如果过程是不可逆的，则熵的数值增加。;应用：

熵增加原理用于判断过程进行的方向和限度。;（5）熵增加原理与热力学第二定律;信息论的奠基人C.E.Shannon为了定量研究信息学的具体内容，引入了熵的概念和普遍规则，进而??建了信息熵的理论。他的理论指出，信息量的增加会导致不确定性的降低。如之前所述，熵是系统的不确定性程度或无序度的度量，即系统的熵越小，其不确定性就越低。因此，信息量增加，熵越小。为此，Shannon把熵的概念引用到信息论中,称为信息熵。;☆整洁的宿舍杂乱的宿舍