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热力学第二定律
热力学第二定律
主要内容：
1. 可逆过程与不可逆过程
2. 热力学第二定律
3. 热力学第二定律的统计意义
6.5.1 可逆过程和不可逆过程
1. 自发过程的方向性
(1)热传导的方向性
(2) 功热转换的方向性
热量自发地只能从高温热源传到低温热源，而不可能自发地从低温热源传到高温热源.
功可以自动地转变为热，热不能自动地转变为功.
某理想气体准静态卡诺循环，当高温热源温度为T1=400K，低温热源温度T2=300K.对外做净功A=8000J.今维持低温热源温度不变，提高高温热源的温度，使其对外做净功增至A′=10 000J，两次卡诺循环都工作在相同的两绝热线之间.
例
求
(1)第二次循环的效率 ;
(2)第二次循环中高温热源的温度 .
(1)第一次循环1→2→3→4→1，按卡诺循环效率公式求出
解
V
V1
V
2
O
V
4
V
3
p
1
2
3
4
2
'
1
'
根据循环效率的定义 有
第二次循环1 →2 →3→4→1 ，
第二次循环过程中放热过程不变，放出热量与第一次相等.
保持低温热源不变
(2) 第二次循环高温热源的温度
用卡诺致冷机使1.00kg、0℃的水变成0℃的冰， (设周围环境的温度为27℃，冰的熔解热为 ).
例
高温热源温度T1=300K，低温热源温度T2=273K.故卡诺循环致冷系数为
解
需要做多少功 致冷机向周围环境放出了多少热量
问
使1.00kg，0℃的水变成0℃的冰需要放出的热量
故外界对致冷机做的功
致冷机向周围环境放出的热
几种常见的热机和制冷机
电冰箱工作原理简图
p
V
O
Q
1
Q
2
c
b
d
a
冷
却
水
节流阀
压缩机
冷库
蒸
发
器
冷
凝
器
Q
2
Q
1
A
B
C
D
E
冷热双制空调工作原理简图
压缩机
致冷蒸发器
供热冷凝器
过滤器
毛细管
过滤器
四通换向阀
冷气
暖气
室外换热器
例
(1)夏季使用房间空调器使室内保持凉爽，现须将热量从室内以2000J s-1的散热功率排至室外.设室温为27℃，室外为37℃，求空调器所需的最小功率.
(2)冬天用房间空调器保持室内温暖。设室外温度为－3℃，室温需保持27℃，仍用上面所给的功率，则每秒传入室内的热量是多少？
(1)夏天空调器致冷
解
室内低温热源 T2
室外高温热源 T1
设空调功率为P空
，一个循环所需时间为Δt
则从低温热源吸热Q2=P吸Δt
，外界作功大小|A|=P空Δt
(2) 冬天空调器是“热泵”
室外低温热源 T2
室内高温热源 T1
设“热泵”从低温热源吸热功率为P吸
每秒钟传给室内的热量为
解题思路
计算热机的效率与致冷机的致冷系数是与工程实践相关的问题，处理这类问题的一般思路是：
(1) 根据循环过程作出该循环的p-V 图.
(2) 一般热机的循环效率 ;
一般致冷机的致冷系数 ;
卡诺热机的循环效率为 ;
卡诺致冷机的致冷系数为 .
(3) 根据题设条件，计算出循环过程中吸收的热量﹑放出的热量及作功的数值.
(4) 计算循环效率和致冷系数，根据实际情况选用η或ω的不同表达式.
如果吸热 Q2 和放热 Q2 容易求出，选用
如果吸热 Q1 和对外作功 A 容易求出，就选用
如果是卡诺循环可直接利用高温热源和低温热源温度T1﹑T2求出η和ω.

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