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文档简介

第四节热力学第二定律

热力学第一定律阐明了热力学过程应满足能量守恒定律，热力学第二定律不违反热力学第一定律，阐明热力学过程进行的方向和限度。热力学第二定律有两种表述：开尔文表述和克劳修斯表述。一、开尔文表述

1851年开尔文总结出热力学过程进行的限度。

不能制造出一种只从单一热源吸取热量，使其全部转变成功而不引起其它变化的循环工作的热机。第二类永动机不能制成。高温热源T1=0由于

=1是不可能的，第二类永动机（单热机）不能制成。热功开尔文表述阐明了热力学过程进行的限度。20世纪40年代，有人估计将海水降低0.1ºC，所获得的能量可使全世界的工厂开动1700年。二、克劳修斯表述

阐明了热力学过程进行的方向。

热量不能自动地从低温热源传到高温热源而不引起其它的变化。高温热源T1低温热源T2

热力学过程是有方向性的。自发过程：不需要外界干预而自动进行的过程。特点：具有方向性，为不可逆过程。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.三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

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。

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.

四卡诺定理

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，有无序有序非自发传热自发传热高温物体低温物体热传导非均匀、非平衡均匀、平衡热功转换完全功不完全热

热力学第二定律的实质:自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的.一熵与无序

不可逆过程的本质

系统从热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行的过程.

一切自发过程的普遍规律

概率小的状态概率大的状态

讨论个粒子在空间的分布问题二无序度和微观状态数粒子集中在左空间的概率粒子均匀分布的概率可分辨粒子总数N=4

各种分布的状态总数第种分布的可能状态数三熵与热力学概率玻尔兹曼关系式W热力学概率（微观状态数）、无序度、混乱度.熵是孤立系统的无序度的量度.（平衡态熵最大）（W

愈大，S

愈高，系统有序度愈差.）

熵四、熵的物理意义1.熵是热力学系统状态几率或无序度的量度。2.熵越大，状态几率越大。3.熵越大无序度越高。4

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