2020年湖北华科附中高中物理竞赛辅导(08热力学基础)E熵

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2020年湖北华科附中高中物理竞赛辅导(08热力学基础)E熵

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(共15张PPT)
2020
全国高中物理竞赛
华科附中辅导课件
(含竞赛真题练习)
一、卡诺定理
工作在两确定的热源之间的一切可逆卡诺
机的效率相等:
一切不可逆卡诺机的效率小于
可逆热机的效率:
对可逆卡诺循环:

Entropy
第6节 熵
51
任意一个可逆循环,都可以看成
由无数(N)个卡诺循环所组成。
对其中第 i 个有
对N个卡诺循环

若 N? ?

其中,T是热源的温度
52
二、熵的定义


53
一定存在一个态函数,它的增量只与状态有
关,而与变化的路径无关。
“熵”的定义式(对可逆过程 )
SA: 初态的熵
SB: 末态的熵
对无限小的可逆过程
——态函数“熵”
记为“S”
与重力场相似
是内能吗?
否!
54
(1)熵是系统的状态参量的函数,是相对量。
系统每个状态的熵值:
(2)令参考态 x0 的熵S0=0,则任意平衡态的熵
值S都是相对于S0 =0的参考态而言的.
(3)“S”的单位:J/K
(4) S 与内能 E 一样是客观存在的物理量,
但是?S不能直接测量,只能计算。
说明:
55
对不可逆过程, 此积分是多少?
可构造一循环
不可逆过程
可逆过程
根据卡诺定理, 对不可逆循环过程有

= S2 – S1
56
三、熵增加原理
在绝热(或孤立)系统中
可逆过程
不可逆过程
熵增加原理:
在孤立(或绝热)系统中,可逆过程系统的熵
不变,不可逆过程系统向着熵值增加的方向进行。
即 孤立系统的熵永不减少?S ? 0
热力学第二定律
的数学表述
57
四、 熵的计算
基本公式:
注意:在计算熵变时,积分路径必须是连接初
末两态的可逆过程。
由于熵是与过程无关的态函数,所以若实
际过程是不可逆过程,一般可利用有相同初末
态的可逆过程来计算熵变。
比如:
问:能否用可逆的绝热过程代替不可逆绝热过程?
→可逆的等温过程
→可逆的等压过程
→可逆的等容过程
58
例7.设两个物体A、B的温度分别为T1和T2(T1>T2) ,
当它们接触后有热量dQ >0由A传向B, 将两者
看成一个孤立系统,求此系统的熵变。
解:
因dQ很小A、B的温度可视为不变,故可认
为A、B均经历了一个可逆的等温过程。
59
例8. 使理想气体经可逆定压加热过程,从 (T1,P)
变化到 (T2 ,P),求理想气体的熵增量?S .
解:气体系统在定压过程中吸热
以上计算中,
T是哪里的温度?
问:
60
则气体系统的熵变为
例9. 将?mol的理想气体从 (T1,V1) 到 (T2,V2) 经过:
(1)可逆定容加热到(T2, V1),
然后经可逆等温到(T2,V2);
(2)可逆等温膨胀到(T1,V2),
然后经可逆定容到(T2,V2)。
求理想气体熵增量?S.
1
2
P
V
解: (1)
等容
等温
61
等容
等温
解: (2)
62

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