第1页，共16页，星期日，2025年，2月5日二可逆过程与不可逆过程一个过程，如果每一步都可以在相反的方向进行而不引起外界的任何其他变化，该过程为可逆过程。可逆过程：不可逆过程：用任何其他方法都不能使系统和外界复原的过程。可逆过程形成的条件：准静态，无摩擦。第2页，共16页，星期日，2025年，2月5日22.2热力学第二定律卡诺定理（1）开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。（2）克劳修斯表述：热量不可能自动从低温物体传到高温物体。不可逆性的相互依存各种自然的宏观过程都是不可逆的，而且它们的不可逆性又是相互依存的.（下面可以证明）一种实际宏观过程的不可逆性消失了，其它实际宏观过程的不可逆性也消失了.即：*一、热力学第二定律两种表述：第3页，共16页，星期日，2025年，2月5日二、热力学第二定律两种表述的等效性Q1-Q2T1Q2Q1A=Q1-Q2Q2Q2T2T1Q2Q1Q1+Q2A=Q1Q2T2否定克劳修斯表述必然否定开尔文表述否定开尔文表述必然否定克劳修斯表述第4页，共16页，星期日，2025年，2月5日三、卡诺定理（1）工作在两个恒温热源之间的任意工作物质的可逆机的效率都相同。（2）工作在两个恒温热源之间的一切不可逆热机的效率都不可能大于可逆热机的效率。第5页，共16页，星期日，2025年，2月5日22.3克劳修斯熵（热力学熵）熵增加原理对可逆卡诺循环均用Q表示系统从外界吸热，则Q2(放热）表示为-Q2（负吸热）所以一克劳修斯熵（热力学熵）第6页，共16页，星期日，2025年，2月5日对任一可逆循环，可以看作由无数个很小的卡诺循环组成。则有则（R1)(R2)只与初末状态有关，而与过程无关。引入态函数S图pV0ABR1R2(可逆）（可逆）对于微小可逆循环对不可逆循环，由卡诺定理：得Q为吸热第7页，共16页，星期日，2025年，2月5日对任意不可逆循环设不可逆循环ABBAR1为不可逆过程R2为可逆过程则(R1)(R2)(R1)(R2)（不可逆）（可逆）（不可逆）（可逆）所以(R1）(R2)（不可逆）（可逆）（不可逆）总之，及等号适用于可逆过程不等号适用于不可逆过程克劳修斯不等式pV0ABR1R2(不可逆）（可逆）对孤立系统：熵增加原理第8页，共16页，星期日，2025年，2月5日结论：（任意系统可逆过程）对于孤立系统、可逆过程：对于孤立系统、一切过程：对于孤立系统、自发过程：任意系统、可逆过程：由热力学第一定律热力学基本方程熵增加原理第9页，共16页，星期日，2025年，2月5日二熵增加原理对于孤立系统、自发过程热力学第二定律数学表达式孤立系自发过程的方向总是沿着熵增加的方向进行.利用态函数熵的变化，可以判断自发过程的方向。自然界中一切宏观自发过程都是不可逆的，因而SB-SA0SBSA即末态熵大，说明过程向熵大方向自动进行。第10页，共16页，星期日，2025年，2月5日三熵变计算对不可逆过程的熵变，可以在初末态之间设计一个可逆过程，利用熵为态函数，与过程无关,通过计算可逆过程熵变得到不可逆过程的熵变.克劳修斯熵（热力学熵）只适用于平衡态熵变计算一般采用克劳修斯熵（热力学熵）（注意：只适用于可逆过程）*第11页，共16页，星期日，2025年，2月5日p0V0V0例：气体绝热自由膨胀设计一个可逆过程等温膨胀等温膨胀内能不变对外做功吸热Q0p0V0V0两过程初末状态相同例：（绝热不做功内能不变温度不变）热传导(孤立系统）AB孤立系统总熵变第12页，共16页，星期日，2025年，2月5日