1、第九热力学基础优选第九热力学基础 介绍作为热力学物理基础的几个基本定律，介绍作为热力学物理基础的几个基本定律，统计物理学的基本概念以及气体分子运动论的基统计物理学的基本概念以及气体分子运动论的基本内容。本内容。目目 录录第第九章九章 热力学基础热力学基础第十章第十章 气体动理论气体动理论常见的一些现象：常见的一些现象：1、一壶水开了，水变成了、一壶水开了，水变成了水蒸气。水蒸气。2、温度降到、温度降到0以下，液体的水变成了固体的冰块。以下，液体的水变成了固体的冰块。3、气体被压缩，产生压强。、气体被压缩，产生压强。4、物体被加热，物体的温度升高。、物体被加热，物体的温度升高。热现象热现象第九章
2、第九章 热力学基础热力学基础9-1 热力学的基本概念热力学的基本概念9-2 热力学第一定律热力学第一定律9-3 热力学第一定律的应用热力学第一定律的应用9-4 循环过程循环过程9-5 热力学第二定律热力学第二定律9-1 热力学的基本概念热力学的基本概念一些相对较大的，能为我们感官所察觉的物体。一些相对较大的，能为我们感官所察觉的物体。系统以外的物体。系统以外的物体。孤立系统孤立系统：与外界不发生任何能量和物质的热力学：与外界不发生任何能量和物质的热力学系统。系统。封闭系统：封闭系统：与外界只有能量交换而没有物质交换与外界只有能量交换而没有物质交换的系统。的系统。对热力学系统有两种描述方法：对热
3、力学系统有两种描述方法：从整体上描述系统的状态量，一般可以直接测量。从整体上描述系统的状态量，一般可以直接测量。例如：例如：TVPM,温度（温度（T）：）：温度是表征在热平衡状态下系统宏观温度是表征在热平衡状态下系统宏观性质的物理量性质的物理量。两热力学系统相互接触，而与外界没有热量交两热力学系统相互接触，而与外界没有热量交换，当经过了足够长的时间后，它们的冷热程度不换，当经过了足够长的时间后，它们的冷热程度不再发生变化，则我们称两系统达到了再发生变化，则我们称两系统达到了热平衡热平衡。热力学第零定律：热力学第零定律：如果两个系统分别与第三个系统如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，则这两个
4、系统彼此也处于热平衡达到热平衡，则这两个系统彼此也处于热平衡。ABCAB C温度的宏观定义：温度的宏观定义：表征系统热平衡时宏观性质的物理量。表征系统热平衡时宏观性质的物理量。温标温标 温度的数值表示法温度的数值表示法。摄氏温标：摄氏温标：t 热力学温标：热力学温标：T K 水的冰点水的冰点 0 水的沸点水的沸点 100冰点和沸点之差的百冰点和沸点之差的百分之一规定为分之一规定为1 。绝对零度：绝对零度：T=0 K t=-273.15 水三相点（气态、液态、固态的共存状态）水三相点（气态、液态、固态的共存状态）273.16 K273.16 K 热力学研究的对象包含极大量的分子、原子，热力学研究
5、的对象包含极大量的分子、原子，以阿佛加德罗常数以阿佛加德罗常数 NA=61023 计。计。描述系统中单个微观粒子的物理量描述系统中单个微观粒子的物理量,一般只能间接测量。一般只能间接测量。分子的质量分子的质量、速度速度、直径、动量、能量等。直径、动量、能量等。，dvm例如：例如：与与有一定的内在联系。有一定的内在联系。宏观量总是一些微观量的宏观量总是一些微观量的 例如，气体的压强是大量分子撞击器壁的平均效果，例如，气体的压强是大量分子撞击器壁的平均效果，它与大量分子对器壁的冲力的平均值有关。它与大量分子对器壁的冲力的平均值有关。克劳修斯表述：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。
6、封闭系统：与外界只有能量交换而没有物质交换的系统。但满足能量守恒的过程是否一定都能进行？两热力学系统相互接触，而与外界没有热量交换，当经过了足够长的时间后，它们的冷热程度不再发生变化，则我们称两系统达到了热平衡。克劳修斯表述：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。M-摩尔质量如果克劳修斯表述不成立，则开尔文表述也不成立。（i 为分子的自由度数）但满足能量守恒的过程是否一定都能进行？系统：一些相对较大的，能为我们感官所察觉的物体。t=-273.两个等温过程和两个绝热过程构成的理想化循环。封闭系统：与外界只有能量交换而没有物质交换的系统。热力学温标：T K从整体上描述系统的状态量，一
7、般可以直接测量。外界：系统以外的物体。平衡态：平衡态：一个孤立系统，其宏观性质在经过充分长一个孤立系统，其宏观性质在经过充分长的时间后保持不变（即其状态参量不再随时间改变）的时间后保持不变（即其状态参量不再随时间改变）的状态的状态。注意：注意：如果系统与如果系统与外界有能量交换，外界有能量交换，即使系统的宏观性即使系统的宏观性质不随时间变化，质不随时间变化，也不能断定系统是也不能断定系统是否处于平衡态。否处于平衡态。热力学过程：热力学过程：热力学系统的状态随时间发生变化的热力学系统的状态随时间发生变化的过程过程。P准静态过程：准静态过程：状态变化过程进行得状态变化过程进行得非常缓慢，以至于过程
8、中非常缓慢，以至于过程中的每一个中间状态都近似的每一个中间状态都近似于平衡态。于平衡态。准静态过程的过程准静态过程的过程曲线可以用曲线可以用P-V 图来描图来描述，图上的每一点都表述，图上的每一点都表示系统的一个平衡态。示系统的一个平衡态。(PB,VB,TB)(PA,VA,TA)PVO(PC,VC,TC)RTMmPV m-质量；质量；M-摩尔质量摩尔质量普适气体常量普适气体常量)/(31.8KmolJR RTPVNkTPV nkTP(分分子子数数密密度度)VNn 令（玻玻耳耳兹兹曼曼常常量量）ANRk 令令-摩尔数摩尔数9-2 热力学第一定律热力学第一定律 改变系统内能的两条途径改变系统内能的
9、两条途径 热功当量热功当量内能：内能：系统内分子热运动的动能和分子之间的相互系统内分子热运动的动能和分子之间的相互作用势能之总和作用势能之总和。),(TVEE 理想气体内能：理想气体内能：理想气体的内能只与分子热运动理想气体的内能只与分子热运动的动能有关，是温度的单值函数的动能有关，是温度的单值函数。)(TEE 改变系统内能的两种不同方法：钻木取火钻木取火 通过做通过做功的方式将机械能转换功的方式将机械能转换为物体的内能。为物体的内能。烤火烤火 通过热量通过热量传递提高物体内能。传递提高物体内能。热量热量(Q)：系统之间由于热相互作用而传递的能量系统之间由于热相互作用而传递的能量。焦耳用于测定
10、热功当焦耳用于测定热功当量的实验装置。量的实验装置。注意：功和热量都是过程注意：功和热量都是过程量，而内能是状态量，通量，而内能是状态量，通过做功或传递热量的过程过做功或传递热量的过程使系统的状态（内能）发使系统的状态（内能）发生变化。生变化。热功当量：热功当量：1卡卡=4.186 焦耳焦耳两热力学系统相互接触，而与外界没有热量交换，当经过了足够长的时间后，它们的冷热程度不再发生变化，则我们称两系统达到了热平衡。介绍作为热力学物理基础的几个基本定律，统计物理学的基本概念以及气体分子运动论的基本内容。致冷机：工作物质作逆循环的机器。准静态过程中热量、功和内能结论：同一状态下1摩尔的理想气体温度升
11、高1K，等压过程需要吸收的热量比等体过程吸收的热量多8.可逆机：能产生可逆循环过程的机器。热力学第二定律的实质在于指出，一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆过程。如果循环的各阶段均为准静态过程，则循环过程可用状态图（如 p V 图）上的闭合曲线表示。（i 为分子的自由度数）封闭系统：与外界只有能量交换而没有物质交换的系统。热力学过程：热力学系统的状态随时间发生变化的过程。卡诺的目标是揭示热产生动力的真正的、独立的过程和普遍的规律。（1）循环过程在P-V 图上克劳修斯表述：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。“不可能制造出第一类永动机”。致冷机：工作物质作逆循环的机器。如果循
12、环的各阶段均为准静态过程，则循环过程可用状态图（如 p V 图）上的闭合曲线表示。9-1 热力学的基本概念但满足能量守恒的过程是否一定都能进行？热力学第一定律的数学描述热力学第一定律的数学描述热力学第一定律：热力学第一定律：包括热现象在内的能量守恒和转包括热现象在内的能量守恒和转换定律换定律。WEEQ )(12 Q 表示系统吸收的热量，表示系统吸收的热量，W 表示系统所作的功，表示系统所作的功，E 表示系统内能的增量。表示系统内能的增量。热力学第一定律微分式：热力学第一定律微分式：WEQddd 符号规定：符号规定：1、系统吸收热量、系统吸收热量Q为正，系统放热为正，系统放热Q为负。为负。2、系
13、统对外作功、系统对外作功W为正，外界对系统作功为正，外界对系统作功W为负。为负。3、系统内能增加、系统内能增加 E为正，系统内能减少为正，系统内能减少 E为负。为负。第一类永动机：第一类永动机：不需要外界提供能量，但可以不需要外界提供能量，但可以继续不断地对外做功的机器。继续不断地对外做功的机器。热力学第一定律：热力学第一定律：“不可能制造出第一类永动不可能制造出第一类永动机机”。准静态过程中热量、功和内能准静态过程中热量、功和内能(1)准静态过程中功的计算准静态过程中功的计算dlSFVdVp,VPlPSWddd 21dVVVpW(PB,VB,TB)(PA,VA,TA)PV0dlVAVB结论：
14、结论：系统所做的功在数值上等于系统所做的功在数值上等于P-V P-V 图上过程曲图上过程曲线以下的面积线以下的面积。若若 W0 系统对外界作功系统对外界作功若若 W0 外界对系统作功外界对系统作功（2）准静态过程中热量的计算）准静态过程中热量的计算 TQCdd 系统温度升高系统温度升高1度所吸收的热量度所吸收的热量即：即：单位：单位：1KJ 单位质量物质热容量单位质量物质热容量。TQmcdd1 11kgKJ 单位：单位：摩尔热容：摩尔热容：1 mol 物质的热容量。物质的热容量。molmdd TQC定体摩尔热容：定体摩尔热容：1 mol 理想气体在体积不变的状态理想气体在体积不变的状态下，温度
15、升高一度所需要吸收的热量下，温度升高一度所需要吸收的热量。R2ddmolV,mV,iTQC 定压摩尔热容：定压摩尔热容：1mol 理想气体在压强不变的状态下，理想气体在压强不变的状态下，温度升高一度所需要吸收的热量温度升高一度所需要吸收的热量。R 12ddmolp,mp,iTQCRiCV2m,（i 为分子的自由度数）为分子的自由度数）单原子气体：单原子气体：i=3 ,氦、氖氦、氖双原子气体：双原子气体：i=5 ，氢、氧、氮，氢、氧、氮多原子气体：多原子气体：i=6 ，水蒸汽、二氧化碳、甲烷，水蒸汽、二氧化碳、甲烷微过程的热量计算式：微过程的热量计算式：TCMmQddm)()(12m12TTCM
16、mTTcMMmQ 热量计算式：热量计算式：（3）准静态过程中内能变化的计算）准静态过程中内能变化的计算 设想一个状态变化过程，过程中系统的体积不变。设想一个状态变化过程，过程中系统的体积不变。0dd VPWEQVdd)(12mV,TTCMmQ E即有即有 122TTRiMmE 内能增量：内能增量：内能：内能：T2RiMmE 结论：结论：理想气体的内能只是温度的单值函数理想气体的内能只是温度的单值函数。注意：注意：内能是状态量，内能的增量与过程无关，因内能是状态量，内能的增量与过程无关，因此上式适合于任意过程此上式适合于任意过程。单原子气体：i=3 ,氦、氖(1)气体对外做的功；9-2 热力学第
17、一定律两热力学系统相互接触，而与外界没有热量交换，当经过了足够长的时间后，它们的冷热程度不再发生变化，则我们称两系统达到了热平衡。对热力学系统有两种描述方法：9-2 热力学第一定律3、气体被压缩，产生压强。热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。包括热现象在内的能量守恒和转换定律。高 温 热 源 T1对于一个准静态等温过程：如果克劳修斯表述不成立，则开尔文表述也不成立。宏观量总是一些微观量的统计平均值。系统：一些相对较大的，能为我们感官所察觉的物体。定压摩尔热容：1mol 理想气体在压强不变的状态下，温度升高一度所需要吸收的热量。（法国人、1796-1832）致冷机：工作物质作逆循环的机器。两
18、个等温过程和两个绝热过程构成的理想化循环。“不可能制造出第一类永动机”。定压摩尔热容：1mol 理想气体在压强不变的状态下，温度升高一度所需要吸收的热量。“不可能制造出第一类永动机”。9-3 热力学第一定律的应用热力学第一定律的应用 热力学的等值过程热力学的等值过程 （1）等体过程）等体过程 常常量量特特征征：V3.对外作功对外作功0 W4.吸收热量吸收热量TCMmQmV ,TRMmiE 2RiCmV2,2.过程曲线过程曲线1.过程方程过程方程OpV p2p1V常常量量 Tp5.内能增量内能增量常常量量特特征征：P3.对外作功对外作功4.吸收热量吸收热量TCMmQmP ,TRMmiE 2RCC
19、mVmP ,2.过程曲线过程曲线1.过程方程过程方程常常量量 TV5.内能增量内能增量OpV V2V1p 21dVVVPW 12VVP VP TCMmmV ,TRMm 定体摩尔热容与定压摩尔热容的关系定体摩尔热容与定压摩尔热容的关系 RCCmVmp ,R2C,imV R12C,imp迈耶公式：迈耶公式：结论：结论：同一状态下同一状态下1摩尔的理想气体温度升高摩尔的理想气体温度升高1K，等压过程需要吸收的热量比等体过程吸收的热量多等压过程需要吸收的热量比等体过程吸收的热量多8.31 J。比热容比：比热容比：iiCCmVmp2,单原子分子：单原子分子：671.双原子分子：双原子分子：41.常常量量
20、特特征征：T3.对外作功对外作功4.吸收热量吸收热量0 E2.过程曲线过程曲线1.过程方程过程方程常常量量 PV5.内能增量内能增量 21dVVVPWOpVV1V2(E1)(E2)等温线等温线VVRTMmVVd21 12lnVVRTMm WQ 12lnVVRTMm 一定量的理想气体一定量的理想气体,由状态由状态 a 经经 b 到达到达 c。求此过。求此过程中程中 (1)气体对外做的功；气体对外做的功；(2)气体内能的增量；气体内能的增量；(3)气体吸收的热量。气体吸收的热量。405.2J5(1 3)1.013 10A 3(3 1)10/2(2)aac cacPVPVTT0E(3)405.2QE
21、AJ()V l()P atmo1123abc23(1)气体对外做的功气体对外做的功 绝热过程绝热过程 多方过程多方过程 绝热过程：系统和外界没有热量交换的过程。绝热过程：系统和外界没有热量交换的过程。0d Q特点：特点：AEQddd EWdd 0d Q特特征征：WEQddd TCVpVd d0 m，QddWdERTPV )d(VCVP VRPVPCPVCVVddd TRVPPVddd RVPPV dd0dd VPCPVCPV0dd VVPP 0lnlnCVP 两两边边积积分分PVCV两两边边除除以以0lnCPV 0lnlnCVP CPV 或或3121/CTPCTV PVcPV CPV 2.过程
22、曲线过程曲线理想气体的绝热线理想气体的绝热线比等温线比等温线“更陡更陡”EW 3.对外作功对外作功4.吸收热量吸收热量5.内能增量内能增量0 QTRiE 2TCmV ,TCmV ,绝热功绝热功VpWVVd21 112211VpVp pVVp 11VVVpVVd 1121 m,m,m,VVVCRCRC 1)(121TTRW )(m,21TTCV EW 间接法间接法绝热过程靠减少系统的内能来对外做功。绝热过程靠减少系统的内能来对外做功。RTpV )(221111VPVP 特征：特征：Q=0 非准静态过程，非准静态过程，无过程方程。只能靠普遍的定律。无过程方程。只能靠普遍的定律。真真空空绝热刚性壁绝
23、热刚性壁隔板隔板T1T2222111TVPTVP 212112PVVPP 器壁绝热：器壁绝热：Q=0向真空膨胀：向真空膨胀：W=0热一律热一律E1=E2（是否等温过程？）（是否等温过程？）对理想气体：对理想气体：T1=T2注意：这里只是初态、末态的温度相等而已，不是注意：这里只是初态、末态的温度相等而已，不是准静态等温过程！准静态等温过程！所以所以准静态等温过程准静态等温过程与这里的与这里的绝热自由膨胀过程是不同的！绝热自由膨胀过程是不同的！对于一个准静态等温过程：对于一个准静态等温过程：也有也有E=002lnlndd112112121 RTVVRTVVRTVPWQVVVV -但是系统对外作功
24、并且要吸热但是系统对外作功并且要吸热主要公式主要公式TCEVm,理想气体、各种准静态过程理想气体、各种准静态过程WEQ 热一律热一律RRiTQCPP 21ddm,摩尔定压热容量摩尔定压热容量摩尔定体热容量摩尔定体热容量RiTQCVV21 ddm,21ddVVVPWA准静态过程、系统对外作的功准静态过程、系统对外作的功WEQddd 1C CP PV V 准静态绝热过程方程准静态绝热过程方程(泊松方程泊松方程)12211 VPVPW准静态绝热过程的功准静态绝热过程的功泊松比泊松比iiCCCCVPVP2 m,m,9-4 循环过程循环过程 循环过程循环过程循环过程：循环过程：系 统 经 历 了系 统
25、经 历 了一系列状态变一系列状态变化过程以后，化过程以后，又回到原来状又回到原来状态的过程态的过程。（2 2）正循环（顺时针）吸热，对外作功正循环（顺时针）吸热，对外作功 -热机循环热机循环逆逆循环循环（逆时针）（逆时针）放热，对系统作功放热，对系统作功-致冷循环致冷循环（1 1）循环过程在）循环过程在P-V 图上图上 有什么特点？有什么特点？0 E 如果循环的各阶段均为准静态过如果循环的各阶段均为准静态过程，则循环过程可用状态图（如程，则循环过程可用状态图（如 p V 图）上的闭合曲线表示。图）上的闭合曲线表示。做功：做功：W=曲线包围面积曲线包围面积 PVabcdWQQ 21热量：热量：W
26、热机：热机：工作物质作正循环的机器。工作物质作正循环的机器。致冷机：致冷机：工作物质作逆循环的机器。工作物质作逆循环的机器。热机循环热机循环(正循环正循环)2)热流图热流图高温高温低温低温1Q2Q净净W3)热循环效率热循环效率吸吸净净QW 121QQ 制冷循环制冷循环(逆逆循环循环)1)PV 图图2)热流图热流图高温高温低温低温外净外净W2Q1Q3)制冷系数制冷系数外净外净吸吸WQe 212QQQ 目的：吸热对外作功目的：吸热对外作功目的：通过作功吸热目的：通过作功吸热1)PV 图图 热机和制冷机热机和制冷机 卡诺循环及其效率卡诺循环及其效率 卡卡 诺诺（法国人、（法国人、1796-1832）
27、卡诺循环：卡诺循环：只和两个恒温热库传递热量并对外作功的只和两个恒温热库传递热量并对外作功的准静态、无摩擦循环。准静态、无摩擦循环。设系统是理想气体：设系统是理想气体：23411Q2Q等温等温T1等温等温T2绝热绝热绝热绝热V1V4V3V2PV高温热库高温热库T1低温热库低温热库T21Q2Q21QQW 卡诺循环卡诺循环卡诺循环能流图卡诺循环能流图两个等温过程和两个绝热过程构成的两个等温过程和两个绝热过程构成的理想化循环。理想化循环。23411Q2Q等温等温T1等温等温T2绝热绝热绝热绝热V1V4V3V2PV理想气体工质理想气体工质 12：34：12111lnVVRTWQ 43222ln|VVR
28、TWQ 12143212lnln1|1VVTVVTQQc 43122121 14111312VVVVVTVTVTVT 等温等温过程过程绝热绝热过程过程 23：41：（2）正循环（顺时针）吸热，对外作功-热机循环如果循环的各阶段均为准静态过程，则循环过程可用状态图（如 p V 图）上的闭合曲线表示。介绍作为热力学物理基础的几个基本定律，统计物理学的基本概念以及气体分子运动论的基本内容。致冷机：工作物质作逆循环的机器。微观量与宏观量有一定的内在联系。如果循环的各阶段均为准静态过程，则循环过程可用状态图（如 p V 图）上的闭合曲线表示。水三相点（气态、液态、固态的共存状态）273.绝热过程靠减少系
29、统的内能来对外做功。可以证明:在相同的高温热库和低温热库之间工作的一切可逆热机，其效率都相等，与工作物质种类无关。卡诺的目标是揭示热产生动力的真正的、独立的过程和普遍的规律。-但是系统对外作功并且要吸热M-摩尔质量定压摩尔热容：1mol 理想气体在压强不变的状态下，温度升高一度所需要吸收的热量。焦耳用于测定热功当量的实验装置。高 温 热 源 T1-但是系统对外作功并且要吸热9-5 热力学第二定律描述系统中单个微观粒子的物理量,一般只能间接测量。绝热过程 多方过程卡诺的目标是揭示热产生动力的真正的、独立的过程和普遍的规律。卡诺循环的效率：卡诺循环的效率：121TTC 卡诺致冷机的致冷系数：卡诺致
30、冷机的致冷系数：212TTTec 外净外净吸吸WQe 212QQQ 可以证明可以证明:在相同的高温热库和低温热库之间工在相同的高温热库和低温热库之间工作的一切可逆热机，其效率都相等，与工作物质种类作的一切可逆热机，其效率都相等，与工作物质种类无关。无关。9-5 热力学第二定律热力学第二定律 热力学过程的方向性热力学过程的方向性 问题：问题：设在某一过程中，系统从状态设在某一过程中，系统从状态A变化到状态变化到状态B。如果能使系统进行逆向变化，从状态如果能使系统进行逆向变化，从状态B回复到初态回复到初态A，而且在回复到初态，而且在回复到初态A时，周围的一切也都恢复时，周围的一切也都恢复原状，则该
31、过程称为原状，则该过程称为可逆过程可逆过程。自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，所谓可逆过程只是一种理想过程。-存在着时间箭头存在着时间箭头可逆机：可逆机：能产生可逆循环过程的机器能产生可逆循环过程的机器。不可逆机：不可逆机：不能产生可逆循环过程的机器不能产生可逆循环过程的机器。如果系统不能回复到原状态如果系统不能回复到原状态A，或者虽能回复到，或者虽能回复到初态初态A，但周围一切不能恢复原状，则该过程称为，但周围一切不能恢复原状，则该过程称为不可逆过程不可逆过程。生命过程是不可逆的生命过程是不可逆的:出生出生“今天的你我今天的你我 怎能重复怎能重复 昨天的故事昨天的故事!”少年
32、少年 青年青年中年中年老年老年 童年童年不可逆！不可逆！气体自由膨胀过程的不可逆性气体自由膨胀过程的不可逆性F过程的唯一效果过程的唯一效果能否发生能否发生热功热功转换转换功功热热功功热热 热热传传导导高温高温热量热量低温低温高温高温热量热量低温低温 气体气体扩散扩散分离分离混合混合分离分离混合混合 一些自然过程的方向：一些自然过程的方向：全部全部全部全部 热力学第二定律热力学第二定律 开尔文表述：开尔文表述：不可能制成一种循环动作的不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸取热量，使之完全热机，只从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其它影响变为有用的功而不产生其它影响。第二类永动
33、机不可能制成。克劳修斯表述：克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体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传到高温物体而不引起其他变化。热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。证明热力学第二定律两种表述的一致性：证明热力学第二定律两种表述的一致性：高高 温温 热热 源源 T1低低 温温 热热 源源 T2QQ=WWQ2Q+Q2Q2Q2如果开尔文表述不成立，则克劳修斯表述也不成立。如果开尔文表述不成立，则克劳修斯表述也不成立。高高 温温 热热 源源 T1低低 温温 热热 源源 T2WQ2Q1=QQQQ-Q2W如果克劳修斯表述不成立，则开尔文表述也不成
34、立。如果克劳修斯表述不成立，则开尔文表述也不成立。低 温 热 源 T2改变系统内能的两种不同方法：（法国人、1796-1832）逆循环（逆时针）放热，对系统作功-致冷循环1、系统吸收热量Q为正，系统放热Q为负。介绍作为热力学物理基础的几个基本定律，统计物理学的基本概念以及气体分子运动论的基本内容。可逆机：能产生可逆循环过程的机器。例如，气体的压强是大量分子撞击器壁的平均效果，它与大量分子对器壁的冲力的平均值有关。克劳修斯表述：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。克劳修斯表述：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。两热力学系统相互接触，而与外界没有热量交换，当经过了
35、足够长的时间后，它们的冷热程度不再发生变化，则我们称两系统达到了热平衡。9-2 热力学第一定律气体自由膨胀过程的不可逆性如果开尔文表述不成立，则克劳修斯表述也不成立。理想气体、各种准静态过程定压摩尔热容：1mol 理想气体在压强不变的状态下，温度升高一度所需要吸收的热量。热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。两热力学系统相互接触，而与外界没有热量交换，当经过了足够长的时间后，它们的冷热程度不再发生变化，则我们称两系统达到了热平衡。卡诺致冷机的致冷系数：两热力学系统相互接触，而与外界没有热量交换，当经过了足够长的时间后，它们的冷热程度不再发生变化，则我们
36、称两系统达到了热平衡。卡诺的目标是揭示热产生动力的真正的、独立的过程和普遍的规律。致冷机：工作物质作逆循环的机器。生命过程是不可逆的:绝热过程 多方过程微过程的热量计算式：设想一个状态变化过程，过程中系统的体积不变。但满足能量守恒的过程是否一定都能进行？3、气体被压缩，产生压强。设在某一过程中，系统从状态A变化到状态B。准静态过程中热量、功和内能绝对零度：T=0 K注意：这里只是初态、末态的温度相等而已，不是准静态等温过程！热力学第一定律微分式：气体自由膨胀过程的不可逆性系统：一些相对较大的，能为我们感官所察觉的物体。两热力学系统相互接触，而与外界没有热量交换，当经过了足够长的时间后，它们的冷热程度不再发生变化，则我们称两系统达到了热平衡。封闭系统：与外界只有能量交换而没有物质交换的系统。9-3 热力学第一定律的应用 热力学第二定律的实质在于指出，一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆过程。无摩擦力等耗散力作功的准静态过程才是可逆过程。
