1、7-5 热力学第二定律,只满足能量守恒的过程一定能实现吗？,一个问题：,开尔文,克劳修斯,一 、热力学第二定律的两种表述1. 克劳修斯表述（ 1850年 ）（ Clausius ）热量不能自动地从低温物体传向高温物体。2. 开尔文表述 ( 1851年 ) （ Kelvin ）不可能制成一种循环动作的热机，只从单一的热源吸收热量， 使之完全变成有用的功，而周围其他物体不发生任何变化。 即 第二类永动机（单源热机）不可实现。 说明：(1) 实验定律，是第一定律的补充。(2) 指出了事物的发展方向 时间箭头。(3) 两种表述是等价的。,3. 开尔文表述和克劳修斯表述的等价性,违反开尔文表述也就违反克
2、劳修斯表述,违反克劳修斯表述也就违反开尔文表述,热力学第二定律是研究热机系数和制冷系数时提出的。对热机，不可能吸收的热量全部用来对外作功；对制冷机，若无外界作功，热量不可能从低温物体传到高温物体。热力学第二定律的两种表述形式，解决了物理过程进行的方向问题。,二、热力学过程的方向性1. 自发过程的方向性任何宏观自发过程都具有方向性。所谓自发过程，指的是不受外界干涉的条件下所进行的过程。孤立系统的变化过程是不受外界干涉的，所以孤立系统的变化过程都具有方向性。2. 可逆过程与不可逆过程一个过程，如果每一步都可在相反的方向进行而不引起外界的其他任何变化，则称此过程为可逆过程；如果用任何方法都不能使系统
3、和外界完全复原，则称此过程为不可逆过程。,一切与热现象有关的过程都不可逆。（热力学过程方向性）,例：(1) 热传导：热量从高温物自动的传向低温物不可逆。,(2) 功变热：功自发地转化为热（摩擦生热）不可逆。,注意：热完全变成功可以，例等温膨胀，但引起其它变化，例如体积增大。,(3) 气体的绝热自由膨胀：气体向真空绝热自由膨胀不可逆。,可逆 过程,在热力学中，过程可逆与否与系统所经历的 中间状态是否为平衡状态有关。,实现的条件:过程无限缓慢,没有耗散力作功。只有无摩擦的准静态过程（理想）才是可逆的 。,说明：,三. 卡诺定理,(1) 在温度为 的高温热源和温度为 的低温热源之间工作的一切可逆热机，效率都相等，而与工作物质无关，其效率为:,(2) 在温度为 的高温热源和温度为 的低温热源之间工作的一切不可逆热机的效率不可能大于可逆热机的效率。,卡诺定理指出了提高热机效率的途径：a. 使热机尽量接近可逆机；b. 尽量提高两热源的温度差。,卡 诺,解: 假设两条绝热线I与II在p-V图上相交于一点A，如图所示。现在在图上画一等温线II，使它与两条绝热线组成一个循环。这个循环只有一个单热源，它把吸收的热量全部转变为功即100，并使周围没有变化。显然这是违反热力学第二定律的，因此两条绝热线不能相交。,例题1 试证在 p-V 图上两条绝热线不能相交。,
