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文檔簡介

1、2.熵引入態(tài)函數(shù)熵:OVpP0mnP沿可逆過程積分對可逆循環(huán):2.1 態(tài)函數(shù)熵1 熵是一個(gè)態(tài)函數(shù). 熵只有相對值.根據(jù)上式只能得到兩個(gè)狀態(tài)P和 P0熵值的差(熵變) .實(shí)際計(jì)算中,常選定某一參考態(tài)P0 的熵值S00,由此來確定其它狀態(tài)P的熵值S. 上式中的積分只與狀態(tài)P0 和P 有關(guān),而與從狀態(tài) P0過渡到狀態(tài)P 的過程無關(guān).所以在計(jì)算兩狀態(tài)熵變時(shí),可任意選擇從狀態(tài)P0 到狀態(tài)P的一個(gè)可逆過程作為積分路徑. 即使系統(tǒng)是經(jīng)過一不可逆過程從狀態(tài)P0 過渡到狀態(tài)P,仍可選擇一聯(lián)系狀態(tài)P0 和P的可逆過程來計(jì)算兩狀態(tài)的熵變.22.熱力學(xué)基本方程可逆過程:熱力學(xué)基本方程. 熱力學(xué)基本方程是熱力學(xué)第一定律

2、和第二定律的結(jié)果,它給出熱力學(xué)系統(tǒng)在相鄰兩個(gè)平衡態(tài)狀態(tài)量U、S和V增量之間的關(guān)系. 以上方程雖然是借助可逆過程推出,對系統(tǒng)經(jīng)過不可逆過程從一平衡態(tài)變化到鄰近的另一平衡態(tài),上述基本方程依然成立,因?yàn)槿我鈨蓚€(gè)平衡態(tài)都可以通過可逆過程把它們聯(lián)系起來.33.理想氣體的熵以T、p為獨(dú)立變量:4OVpmnP0PP0mP:任意過程P0nP:可逆過程一般地:4.熵增加原理與熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式沿任意過程積分4.1 熵增加原理5熵增加原理: 系統(tǒng)經(jīng)絕熱過程從一個(gè)狀態(tài)過渡到另一個(gè)狀態(tài),它的熵永不減少;如果過程是可逆的,則熵值保持不變,如過程是不可逆的,則熵值數(shù)值增加.這個(gè)結(jié)論這叫做熵增加原理. 推論: 孤立

3、系統(tǒng)內(nèi)部任何自發(fā)過程總是朝熵增加的方向進(jìn)行.當(dāng)熵達(dá)到最大值時(shí),系統(tǒng)達(dá)到平衡態(tài). 設(shè)P0P為絕熱過程,則6不絕熱的不可逆過程4. 不絕熱的可逆過程 熵是狀態(tài)的單值函數(shù). 熵是廣延量. 對絕熱過程:,可逆等溫過程:(常用于計(jì)算熱量)5. 熵增加標(biāo)志著可用能的損失.6. 熵是混亂度的量度.熵函數(shù)的性質(zhì):7微小過程:4.2 熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式8例1.5 熱傳遞過程的熵變:熱量Q從高溫?zé)嵩碩1傳到低溫?zé)嵩碩2,求熵變. 3.熵增加原理的簡單應(yīng)用 設(shè)想高溫?zé)嵩碩1將熱量Q傳給溫度也為T1的另一個(gè)熱源.在溫度相同的物體之間傳遞熱量,過程是可逆的.由此可得高溫?zé)嵩碩1放出熱量

4、Q時(shí),其熵變?yōu)榻猓?同理可得,低溫?zé)嵩碩2吸收熱量Q時(shí),其熵變?yōu)?由此可得過程總熵變:9例1.6 氣體自由擴(kuò)散過程的熵變:設(shè)有一絕熱容器被隔板分為體積分別為V1和V2的左右兩邊,開始時(shí)左邊貯有n mol溫度為T的理想氣體,右邊為真空.現(xiàn)將隔板抽開,則左邊的氣體向右邊擴(kuò)散,最后氣體 均勻分布在整個(gè)容器中,求該過程系統(tǒng)的熵變. 10例1.7 兩熱容均為C,溫度分別為T1和T2的物體A、B通過熱接觸而達(dá)到熱平衡,求該過程的熵變.11例: 考慮兩個(gè)相同的物體,它們具有相同的熱容量 ,假設(shè)熱容量為常數(shù),開始時(shí),兩個(gè)物體分別具有溫度 ,同時(shí)假設(shè)兩個(gè)物體的體積是不變的,求這兩個(gè)物體所能夠向外輸出的最大功是多少?(最大功問題)設(shè)終態(tài)時(shí)兩個(gè)物體具有相同的溫度 ,其數(shù)值與兩個(gè)物體所經(jīng)過的過程有關(guān).將兩個(gè)物體與循環(huán)看成一個(gè)系統(tǒng),則兩個(gè)物體對外輸出的功為: 兩個(gè)物體所構(gòu)成的體系的總熵變:單獨(dú)看每個(gè)

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