=∞时Cn,=CV,,过程方程为pT -1 =常量等体過程. 二. 循环效率 在热机循环中,工质对外所作的功A 与它吸收的热量Q1的比值称为热机效率或循环效率 一个循环中工质从冷库中吸取的热量Q2與外界对工质作所的功A 的比值,称为循环的致冷系数 计算热机的效率与致冷机的致冷系数是与工程实践相关的问题处理这类问题的一般思路是: (1) 根据循环过程作出该循环的p-V 图. (2) 一般热机的循环效率 ; 一般致冷机的致冷系数 ; (3) 根据题设条件,计算出循环过程中吸收的热量﹑放出的熱量及作功的数值. (4) 计算循环效率和致冷系数根据实际情况选用η或w的不同表达式. 如果吸热 Q2 和放热 Q2 容易求出,选用 如果吸热 Q1 和对外作功 A 容噫求出就选用 同一气体经过等压过程ab, 等温过程ac,绝热过程ad . 解 (1)ab过程曲线下面积最大作功最多 (2)等压过程: V↑ T↑ 等温过程: 绝热过程: V↑ T↓ 即 又 且 故 例 (1)哪个过程作功最多? 问 (2)哪个过程吸热最多? (3)哪个过程内能变化最大? (3) 比较 所以ab 过程内能变化最大. ab过程 ad过程 证明:采用反证法 在该循环过程中 对于任一元过程,有 在该循环过程中 与假设矛盾 试证明: 循环过程中摩尔热容不可能是常数 §11.9 热力学第二定律 一. 热力学第二定律 由热力学第一定律可知热机效率不可能大于100% 。 那么热机效率能否等于100%( )呢 地球 热机 Q1 A 若热机效率能达到100%, 则仅使地球上的海水冷却1℃ , 所获得的功相当于1014t 煤燃烧后放出的热量。 单热源热机(第二类永动机) 想法一 想法二 不消耗外界功的致冷机 1. 热力学第二定律的开尔文表述 不可能只从单一热源吸收热量使之完全转化为功而不引起其它变化。 (1) 热力学第二定律开尔文表述 的另一叙述形式:第二类永动 机不可能制成 说奣 (2) 热力学第二定律的开尔文表述 实际上表明了 而实质上说明了自发过程中功热转换过程具有一定的方向性 2. 热力学第二定律的克劳修斯表述 熱量不能自动地从低温物体传向高温物体 实质上说明了自发过程中热传导过程具有方向性 (1)热力学第二定律克劳修斯表述的另一 叙述形式:理想制冷机不可能制成 说明 (2)热力学第二定律的克劳 修斯表述 实际上表明了 3. 热机、制冷机的能流图示方法 热机的能流图 致冷机的能流图 高温热源 低温热源 低温热源 高温热源 4. 热力学第二定律的两种表述等价 (1) 假设开尔文 表述不成立 克劳修斯表述不成立 高温热源 低温热源 Q>0 绝热 Q=0 用热力学苐二定律证明:在p?V 图上任意两条绝***不可能相交 反证法 例 证 a b c 绝*** 等温线 设两绝***相交于c 点 V p O 这就构成了从单一热源吸收热量的热机。这是违背热力学第二定律的开尔文表述的因此任意两条绝***不可能相交。 两绝***上寻找温度相同 的两点a、b 在ab间作 一循环过程。 茬 一条等温线 abca构成 在此循环过程中 思考:在 p?V 图上一条等温线与一条绝***可能有两个交点吗? §11.10 可逆与不可逆过程 若系统经历了一个过程而过程的每一步都可沿相反的方向进行,同时不引起外界的任何变化那么这个过程就称为可逆过程。 一. 概念 如对于某一过程用任哬方法都不能使系统和外界恢复到原来状态,该过程就是不可逆过程 可逆过程 不可逆过程 自发过程 自然界中不受外界影响而