2020年南师附中高中物理竞赛辅导（热学篇）13卡诺定理 熵 课件(共16张PPT)

2020年 高中物理学奥林匹克竞赛 考前辅导 2020 江苏南京 　 一.卡诺定理 定理1：工作在相同的高低温热源之间的所有可逆热机，不论用何种工质，效率都相等，为 §7-9 卡诺定理 熵 证明：设甲、乙两台可逆机工作在相同的高低热源之间 让甲机逆向运行，并调节使 Q2= Q2’ 效率分别为 T2 T1 甲乙组成复合机:从高温热源吸热变为对外作功 ----违反热力学第二定律 即有 若 则 T2 T1 T2 T1 不可能 同理若使乙机反向运行，可证有 定理2：工作在相同高低温热源间的所有不可逆热机的效率不可能高于工作在同样热源之间的可逆热机，即 或 证明：设乙机为不可逆机，甲机反向运行，则可证 因乙机不可反向，即不可证 卡诺定理指出了提高热机效率的方向----使实际的不可逆机尽量地接近可逆机 T2 T1 二.熵 熵是用来描述系统中大量分子运动不规则(无序)程度的物理量 1.热温熵 对卡诺热机，若Q2为代数值而不是绝对值，则有 　 Q/T----热温熵 上述结果可推广到任意可逆循环 近似为许多微小的卡诺循环组成 有 循环数趋于无穷多，则锯齿型曲线趋于原来的可逆循环曲线 则 ----克劳修斯等式 即任一可逆循环过程热温熵之和为零 设系统经一可逆循环1a2b1 2.熵 因过程可逆有 ----态函数：熵 对于一个微小的可逆过程 或 ----热力学基本关系式 即 与过程无关，只取决于初末态 　 讨论 只有熵的变化才有意义。求某一状态的熵，应先选定一参考状态。为了方便往往把参考态的熵取为零 计算熵变时其积分路径必须是连接始末状态的任一可逆过程。如1→2是一不可逆过程，可在1→2间想象一可逆过程，再计算 [例7]1mol理想气体由初态1(T1,V1)经某一过程到达末态2(T2,V2)，求熵变。设CV为常量 解： 等容： 温过程和一可逆等温膨胀过程(如图) 设计一可逆等容升 等温： 1到2过程 THE END 祝大家竞赛顺利、学业有成 谢谢观看！ $$