32
第三?/p>
热力学第二定?/p>
(一)主要公式及其适用条件
1
、热机效?/p>
1
2
1
1
2
1
1
/
)
(
/
)
(
/
T
T
T
Q
Q
Q
Q
W
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
式中?/p>
Q
1
?/p>
Q
2
分别为工质在循环过程中从高温热源
T
1
所吸收的热量和向低温热?/p>
T
2
所放出的热量,
W
为在循环过程中热机对环境所作的功。此式适用于在两个不同温度的热源之间所进行的一切可?/p>
循环?/p>
2
、卡诺定理的重要结论
?
?
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
不可逆循?/p>
可逆循?
,
0
,
0
/
/
2
2
1
1
T
Q
T
Q
不论是何种工作物质以及在循环过程中发生何种变化,在指定的高、低温热源之间,一切要逆循?
的热温商之和必等于零,一切不可逆循环的热温商之和必小于零?/p>
3
、熵的定义式
T
Q
dS
/
d
r
def
?/p>
式中?/p>
r
d
Q
为可逆热?/p>
T
为可逆传?/p>
r
d
Q
时系统的温度。此式适用于一切可逆过程熵变的计算?/p>
4
、克劳修斯不等式
?/p>
?
?
?/p>
?/p>
?/p>
2
1
)
/
d
(
可逆过?/p>
不可逆过?/p>
T
Q
S
上式表明,可逆过程热温商的总和等于熵变,而不可逆过程热温商的总和必小于过程的熵变?/p>
5
、熵判据
?/p>
S
(
?/p>
) =
?/p>
S
(
系统
) +
?/p>
S
(
环境
)
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
系统处于平衡?
可?/p>
过程能自动进?
不可?/p>
,
,
0
,
,
0
此式适用于隔离系统。只有隔离系统的总熵变才可人微言轻过程自动进行与平衡的判据。在隔离?/p>
统一切可能自动进行的过程必然是向着熵增大的方向进行,绝不可能发?/p>
?/p>
S
(隔?/p>
<0
的过程,这又
被称为熵增原理?/p>
6
、熵变计算的主要公式
?
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
2
1
2
1
2
1
r
d
d
d
d
d
T
p
V
H
T
V
p
U
T
Q
S
对于封闭系统,一切可逆过程的熵变计算式,皆可由上式导出?/p>
?/p>
1
?/p>
?/p>
S
=
nC
V
,
m
ln(
T
2
/
T
1
) +
nR
ln(
V
2
/
V
1
)
=
nC
p,
m
ln(
T
2
/
T
1
) +
nR
ln(
p
2
/
p
1
)
=
nC
V
,
m
ln(
p
2
/
p
1
) +
nC
p,
m
ln(
V
2
/
V
1
)
上式适用于封闭系统、理想气体?/p>
C
V
,
m
=
常数、只?/p>
pVT
变化的一切过程?/p>
?/p>
2
?/p>
?/p>
T
S
=
nR
ln(
V
2
/
V
1
) =
nR
ln(
p
2
/
p
)
此式适用于物质的?/p>
n
一定的理想气体?/p>
d
T
=0
的过程或始、末态温度相等的过程?/p>
?/p>
3
?/p>
?/p>
p
S
=
?/p>
2
1
m
,
d
)
/
(
T
T
nC
p