2022-2023学年高二物理竞赛 热力学第二定律的两种表述 课件(共13张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛 热力学第二定律的两种表述 课件(共13张PPT)

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热力学第二定律的两种表述
1 开尔文表述:不可能制造出这样一种循环工作的热机,它只从单一热源吸收热量,使之完全转换为功,而不放出热量给其他物体,或者说不使外界发生任何变化 .
热力学第二定律的两种表述
等温膨胀过程是从单一热源吸热作功,而不放出热量给其它物体,但它非循环过程.
1
2
W
W
低温热源
高温热源
卡诺热机
W
A
B
C
D
卡诺循环是循环过程,但需两个热源,且使外界发生变化.
虽然卡诺致冷机能把热量从低温物体移至高温
物体,但需外界作功且使环境发生变化 .
2 克劳修斯表述:不可能把热量从低温物体自
动传到高温物体而不引起外界的变化 .
高温热源
低温热源
卡诺致冷机
W
A
B
C
D
注 意
1 热力学第二定律是大量实验和经验的总结.
3 热力学第二定律可有多种说法,每一种说
法都反映了自然界过程进行的方向性 .
2 热力学第二定律开尔文说法与克劳修斯说
法具有等效性 .
准静态无摩擦过程为可逆过程
可逆过程 : 在系统状态变化过程中,如果逆过程能重复正过程的每一状态, 而不引起其他变化, 这样的过程叫做可逆过程 .
可逆过程与不可逆过程
不可逆过程:在不引起其他变化的条件下,不能使逆过程重复正过程的每一状态,或者虽能重复但必然会引起其他变化,这样的过程叫做不可逆过程.
准静态过程(无限缓慢的过程),且无摩擦力、粘滞力或其他耗散力作功,无能量耗散的过程 .
可逆过程的条件
真 空 膨 胀
1) 在相同高温热源和低温热源之间工作的任
意工作物质的可逆机都具有相同的效率 .
卡诺定理
2) 工作在相同的高温热源和低温热源之间的一切不可逆机的效率都不可能大于可逆机的效率 .
( 不可逆机 )
(可逆机)
以卡诺机为例,有
卡诺热机效率
W
A
B
C
D
卡诺热机效率与工作物质无关,只与两个热源的温度有关,两热源的温差越大,则卡诺循环的效率越高 .
W
A
B
C
D
高温热源
低温热源
卡诺致冷机
卡诺致冷机(卡诺逆循环)
卡诺致冷机致冷系数
图中两卡诺循环 吗 ?
讨 论
C — D 等温压缩放热
W
A
B
C
D
D — A 绝热过程
B — C 绝热过程
热机 :持续地将热量转变为功的机器 .
工作物质(工质):热机中被利用来吸收热量并对外做功的物质 .

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