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熱力學第二定律的知識點總結

熱力學第二定律的知識點總結

1.可逆過程與不可逆過程

一個熱力學系統,從某一狀態出發,經過某一過程達到另一狀態。若存在另一過程,能使系統與外界完全復原(即系統回到原來的狀態,同時消除了原來過程對外界的一切影響),則原來的過程稱為可逆過程。反之,如果用任何方法都不可能使系統和外界完全復原,則稱之為不可逆過程。

可逆過程是一種理想化的抽象,嚴格來講現實中並不存在(但它在理論上、計算上有著重要意義)。大量事實告訴我們:與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆過程。

2.對於開氏與克氏的兩種表述的分析

克氏表述指出:熱傳導過程是不可逆的。開氏表述指出:功變熱(確切地說,是機械能轉化為內能)的過程是不可逆的。

兩種表述其實質就是分別挑選了一種典型的不可逆過程,指出它所產生的效果不論用什麼方法也不可能使系統完全恢復原狀,而不引起其他變化。

請注意加著重號的語句:而不引起其他變化。比如,製冷機(如電冰箱)可以將熱量Q由低溫T2處(冰箱內)向高溫T1處(冰箱外的`外界)傳遞,但此時外界對製冷機做了電功W而引起了變化,並且高溫物體也多吸收了熱量Q(這是電能轉化而來的)。這與克氏表述並不矛盾。

3.不可逆過程的幾個典型例子

例1(理想氣體向真空自由膨脹)如圖1所示,容器被中間的隔板分為體積相等的兩部分:A部分盛有理想氣體,B部分為真空。現抽掉隔板,則氣體就會自由膨脹而充滿整個容器。

例2(兩種理想氣體的擴散混合)如圖2所示,兩種理想氣體C和D被隔板隔開,具有相同的溫度和壓強。當中間的隔板抽去後,兩種氣體發生擴散而混合。