第11章-大学物理热力学基础省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

三、三、卡诺循环及其效率卡诺循环及其效率卡诺循环卡诺循环卡诺循环能流图卡诺循环能流图卡诺循环：卡诺循环：两个两个等温过程等温过程和两个和两个绝热过程绝热过程组成组成理想化理想化循环。循环。1824年法国年青工程师卡诺提出一个工作在年法国年青工程师卡诺提出一个工作在两两热源之间热源之间理想理想循环循环卡诺卡诺循环循环.给出了热机效率给出了热机效率理论极限值理论极限值;他还提出了著名卡诺定理他还提出了著名卡诺定理.1234A绝热绝热绝热绝热等温等温T1等温等温T2低温热源低温热源高温热源高温热源卡诺热机卡诺热机第1页12341等温等温T1等温等温T2绝热绝热绝热绝热V1V4V3V2PV 1 1、4 4两点在同一绝热线上两点在同一绝热线上,2 2、3 3两点在同一绝热线上两点在同一绝热线上,有有由绝热方程：由绝热方程：卡卡诺诺（法国人、（法国人、1796-1832）第2页212 12 等温膨胀过程，吸热等温膨胀过程，吸热 Q1=A=RT1ln(V2/V1)于是于是,由由34 34 等温压缩过程，等温压缩过程，放热放热大小为大小为得得2341等温等温T1等温等温T2绝热绝热绝热绝热V1V4V3V2PVQ2=RT2ln(V3/V4)再由：再由：第3页3再由再由卡诺热机卡诺热机循环效率循环效率:卡诺热机效率与工作物质无关，只与两个热源温度相卡诺热机效率与工作物质无关，只与两个热源温度相关，两热源温差越大，则卡诺循环效率越高关，两热源温差越大，则卡诺循环效率越高.第4页4A1234高温热源高温热源低温热源低温热源卡诺致冷机卡诺致冷机卡诺致冷机（卡诺逆循环）卡诺致冷机（卡诺逆循环）卡诺致冷机卡诺致冷机致冷致冷系数系数第5页5卡诺制冷系数卡诺制冷系数 wC是工作在是工作在 之间全部致冷循之间全部致冷循环中最高。环中最高。2341等温等温T1等温等温T2绝热绝热绝热绝热V1V4V3V2PV逆卡诺循环逆卡诺循环A第6页6疑问：疑问：由热力学第一定律，循环过程中由热力学第一定律，循环过程中假如假如相当于把吸收热量全作功，从能量转换看相当于把吸收热量全作功，从能量转换看不违反热力学第一定律不违反热力学第一定律，但为何实际做不但为何实际做不到？到？说明说明:必定还有一个必定还有一个独立独立于热力学第一定律于热力学第一定律定律存在，这就是定律存在，这就是热力学第二定律热力学第二定律,它制约着它制约着热功转换效率。热功转换效率。第7页711.5热力学第二定律热力学第二定律（Second law of thermodynamicsSecond law of thermodynamics ）热力学第二定律热力学第二定律是关于是关于自然过程自然过程方向一方向一一一.热力学第二定律两种表述热力学第二定律两种表述1.开氏表述开氏表述（Kelvin，1851）条基本、普遍定律。条基本、普遍定律。“不可能从单一热源吸收不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用热量，使之完全变为有用功而不产生其它影响功而不产生其它影响”开尔文开尔文（Kelvin,1851）第8页8 其其唯一唯一效果是热量效果是热量全部全部转变为功过程是不转变为功过程是不可能。可能。A=QQT第二类第二类永动机永动机开氏另一个表述开氏另一个表述“第二类永动机是不可能造成第二类永动机是不可能造成”第9页9海水温度降低海水温度降低 0.01 K K,够全世界用够全世界用1000年。年。若海轮上有一个若海轮上有一个单热源热机单热源热机 永动海轮！永动海轮！第二类第二类永动机永动机-从一个热源吸热并将热从一个热源吸热并将热全部变为功热机。全部变为功热机。什么叫第二类什么叫第二类永动机？永动机？第10页10A=QV1 TQV2 左图所表示过程是左图所表示过程是思索思索2.克氏表述克氏表述（clausius，1850）QT1（高）（高）T2（低）（低）否违反热力学第二定律？否违反热力学第二定律？热量不可能热量不可能自动地自动地从低从低温物体传向温物体传向高温物体。高温物体。（答：否。产生了其它影（答：否。产生了其它影响，即体积膨胀。）响，即体积膨胀。）克劳修斯克劳修斯（clausius，1850）第11页11二二.两种表述等价性两种表述等价性反证法：反证法：等价等价则克氏表则克氏表述不成立述不成立高温高温T1低温低温T2Q2A=Q1高温高温T1Q1 Q1+Q2 低温低温T2 Q2证实证实I I：若开尔文表述不成立，那么克劳修斯表述也不成立。若开尔文表述不成立，那么克劳修斯表述也不成立。复合机复合机第12页12证实证实IIII：若克劳修斯表述不成立，则开尔文表述也不成立。若克劳修斯表述不成立，则开尔文表述也不成立。克劳修斯表述不克劳修斯表述不成立成立(有过程有过程 B)B)加一卡诺热机加一卡诺热机 D,D,则则B、D组成复合机组成复合机.T1 T2Q2Q2BDQ1Q2 T1 T2复合机复合机A=Q1 Q2则开氏表则开氏表述不成立述不成立Q1 Q2A第13页13例例试证实在试证实在p V图上任意物质图上任意物质一条等一条等证：证：用反证法，用反证法，设等温线和绝热线能相交两次。设等温线和绝热线能相交两次。绝热线绝热线（等（等S 线）线）等温线等温线QA=Q pV则如图示，可组成一个则如图示，可组成一个单热源热机，从而违反热单热源热机，从而违反热力学第二定律开氏表述，力学第二定律开氏表述，故假设不成立。故假设不成立。温线和一条绝热线不能相交两次。温线和一条绝热线不能相交两次。类似也可用反证法证实在类似也可用反证法证实在p V 图上图上两条两条（自己证实）（自己证实）绝热线不能相交。绝热线不能相交。第14页1411.6过程可逆性过程可逆性卡诺定理卡诺定理一一.定义定义1.可逆过程可逆过程（reversibleprocess）：）：可逆过程可逆过程:在系统状态改变过程中，假如逆过在系统状态改变过程中，假如逆过程能重复正过程每一状态程能重复正过程每一状态,而不引发其它改变而不引发其它改变,这这么过程叫做可逆过程么过程叫做可逆过程.可逆过程条件可逆过程条件准静态过程（无限迟缓过程），且无摩擦力、粘滞准静态过程（无限迟缓过程），且无摩擦力、粘滞力或其它耗散力作功，无能量耗散过程为可逆过程力或其它耗散力作功，无能量耗散过程为可逆过程.第15页15不可逆过程：不可逆过程：在不引发其它改变条件下，在不引发其它改变条件下，不能使逆过程重复正过程每一状态，或者虽不能使逆过程重复正过程每一状态，或者虽能重复但必定会引发其它改变，这么过程叫能重复但必定会引发其它改变，这么过程叫做做不可逆过程不可逆过程.2.不可逆过程不可逆过程（irreversibleprocess）：）：非非准静态过程为不可逆过程准静态过程为不可逆过程.不可逆过程不可逆过程其结果不能完全被消除，比如：摩其结果不能完全被消除，比如：摩擦生热，有限温差热传导，气体自由膨胀擦生热，有限温差热传导，气体自由膨胀第16页16开尔文表述说明开尔文表述说明:功功 热是热是不可逆不可逆过程过程;克劳修斯表述说明克劳修斯表述说明:热量传递是热量传递是不可逆不可逆过程过程.“一切与热现象相关实际宏观过程都不可逆一切与热现象相关实际宏观过程都不可逆”热力学第二定律实质：热力学第二定律实质：第17页17二、卡诺定理二、卡诺定理（Carnot theoremCarnot theorem）（1824年）年）1、工作在相同高温（、工作在相同高温（T1）、低温（）、低温（T2）热源）热源之间一之间一切可逆机效率都相等，与工作物质无关。切可逆机效率都相等，与工作物质无关。（*证实见书证实见书P58）卡诺定理有两条：卡诺定理有两条：热力学第二定律指出，热机效率不可能为热力学第二定律指出，热机效率不可能为100%,那么热机效率最高为多少？那么热机效率最高为多少？第18页182、工作在相同高温、低温热源之间一切不可逆工作在相同高温、低温热源之间一切不可逆机效率都不可能大于可逆机效率。机效率都不可能大于可逆机效率。只与只与T1(高温高温)和和T2(低温低温)相关相关，与物质种类、，与物质种类、膨胀体积无关膨胀体积无关;讨论讨论1)卡诺热机效率卡诺热机效率第19页192)卡诺定理卡诺定理理论指导作用指明了提升热机效理论指导作用指明了提升热机效率方法：率方法：a a）增大高温增大高温T1 1 与与 低温低温T2 2 间温差。普通热间温差。普通热机总是以环境为低温热源，所以机总是以环境为低温热源，所以有效路径是有效路径是提升提升高温热源温度高温热源温度T1。b b）尽可能使不可逆机靠近可逆机，即降低摩尽可能使不可逆机靠近可逆机，即降低摩擦、漏气、散热擦、漏气、散热等耗散原因。等耗散原因。当前都朝高温当前都朝高温高压方向发展，以提升效率高压方向发展，以提升效率。第20页20例例:一一卡卡诺诺循循环环热热机机，高高温温热热源源温温度度是是400K，每每一一循循环环从从此此热热源源吸吸进进100J热热量量并并向向一一低低温温热热源源放放出出80J热热量量。求求（1）这循环热机效率；（）这循环热机效率；（2）低温热源温度。）低温热源温度。解：（解：（1）这循环热机效率为：这循环热机效率为：（2）设低温热源温度）设低温热源温度T2，有有第21页21例例:卡卡诺诺致致冷冷机机低低温温热热源源温温度度为为T2=300K，高高温温热热源源温温度度为为T1=450K，每每一一循循环环从从低低温温热热源源吸吸进进400J热热量量。求求（1）致致冷冷机机制制冷冷系系数数；（2）每每一一循循环环中中外外界界必必须须作功。作功。解解:(1)致冷机致冷系数等于：致冷机致冷系数等于：（2）每一循环中外界必须作功）每一循环中外界必须作功第22页22一、热力学第二定律微观解释一、热力学第二定律微观解释1、宏观状态与微观状态、宏观状态与微观状态左左右右宏观看宏观看：左、右两部分各有多少粒子左、右两部分各有多少粒子而不去区分终究是哪个粒子而不去区分终究是哪个粒子微观上看微观上看：详细哪个粒子在哪？详细哪个粒子在哪？编号为编号为宏观态宏观态微观态微观态4641111.7热力学第二定律统计意义热力学第二定律统计意义第23页23宏观态宏观态微观态微观态宏观态包含微观态数宏观态包含微观态数i概率概率abcd4 040abcda b cda b dca c dbb c da3 1a b cdca b da c dbb c da3122a bc dc da ba cb da cb da db cb ca d(N为分子总数为分子总数)第24页242、热力学几率、热力学几率(概率概率)一个宏观态对应微观态一个宏观态对应微观态数目叫做这一宏观态数目叫做这一宏观态热力学几率热力学几率宏观态宏观态微观态微观态464113.在很多宏观态中热力学在很多宏观态中热力学几率大宏观态最易出现。几率大宏观态最易出现。(平衡态平衡态)在一孤立系统内，一切实际过程都是从概率小（微观在一孤立系统内，一切实际过程都是从概率小（微观态小）状态向概率大宏观态态小）状态向概率大宏观态（微观态多）（微观态多）进行进行为热力学第二定律统计意义为热力学第二定律统计意义第25页254.热二律微观解释热二律微观解释自发过程方向性自发过程方向性如如自由膨胀自由膨胀有序有序无序无序1)自然过程从热力学概率小向热力学概率大方自然过程从热力学概率小向热力学概率大方向进行；向进行；2)宏观上认为不可能出现状态，在微观上认宏观上认为不可能出现状态，在微观上认为是可能，只不过概率太小而已；为是可能，只不过概率太小而已；3)热热 律是统计规律，只能用概率方法来描述。律是统计规律，只能用概率方法来描述。(与热与热 律不一样律不一样)。说明说明第26页26 自然过程方向性是：自然过程方向性是：有序有序 无序无序 (定性表示定性表示)小小 大大 (定量表示定量表示)此式称此式称玻耳兹曼熵公式玻耳兹曼熵公式,式中式中称玻耳兹曼常数。称玻耳兹曼常数。S=kln 玻耳兹曼玻耳兹曼 玻耳兹曼引入了玻耳兹曼引入了熵熵 S 二、熵（二、熵（entropy）S及及熵增加原理熵增加原理存在一个与过程无关存在一个与过程无关状态量状态量.单位：单位：J/K(SI)1877年玻耳兹曼提出了年玻耳兹曼提出了S ln 。1900年普朗克引进了百分比系数年普朗克引进了百分比系数k。第27页27 熵熵(和和 一样一样)微观意义也是微观意义也是:系统内分子热运动系统内分子热运动无序性无序性一个量度。一个量度。S=kln 对于一系统某一宏观状态都有一个热力学对于一系统某一宏观状态都有一个热力学概率概率值与之对应，亦即有一熵值值与之对应，亦即有一熵值S与之对与之对应。（与机械能势能应。（与机械能势能Ep相同）相同）第28页28孤立系统由非平衡态向平衡态过渡时孤立系统由非平衡态向平衡态过渡时S ，最终平衡态一定是最终平衡态一定是S=Smax状态。状态。熵给出了孤立系统中过程进行熵给出了孤立系统中过程进行方向方向和和程度。程度。熵增加原理是热力学第二定律数学表示。熵增加原理是热力学第二定律数学表示。在在孤立系统孤立系统中进行中进行自然过程自然过程总是沿熵增加总是沿熵增加 方向进行。方向进行。-熵增加原理熵增加原理若过程可逆，则熵若过程可逆，则熵S不变；不变；若过程不可逆，则熵若过程不可逆，则熵S增加。增加。即：即：第29页29概率小概率小概率大概率大 整齐宿舍整齐宿舍 杂乱宿舍杂乱宿舍 熵小熵小熵大熵大举个生活中例子举个生活中例子:所以，要保持宿舍整齐，要靠大家维护，所以，要保持宿舍整齐，要靠大家维护，要靠值日生干预。要靠值日生干预。自然过程：自然过程：事物（闭合体系）改变过程大都是不事物（闭合体系）改变过程大都是不可逆。某初态可变到终态，而终态却不能自发地可逆。某初态可变到终态，而终态却不能自发地（不影响周围环境）变回初态，尽管能量一直是（不影响周围环境）变回初态，尽管能量一直是守恒。守恒。第30页30楼塌是一个从有序到无序过程楼塌是一个从有序到无序过程熵增过程熵增过程第31页31关于关于“热寂说热寂说”“热寂说热寂说”是是19世纪中期英国物理学家开尔文和德世纪中期英国物理学家开尔文和德国物理学家克劳修斯依据热力学第二定律所作宇宙国物理学家克劳修斯依据热力学第二定律所作宇宙学推论。该理论认为，整个宇宙是朝着单一方向改学推论。该理论认为，整个宇宙是朝着单一方向改变，宇宙中一切机械、物理、化学、电磁、生命等变，宇宙中一切机械、物理、化学、电磁、生命等等各种能量，最终将全部转化为热能。而热又总是等各种能量，最终将全部转化为热能。而热又总是自发地从高温部分流向低温部分，直至抵达温度处自发地从高温部分流向低温部分，直至抵达温度处处相等热平衡状态为止。按照克劳修斯说法，处相等热平衡状态为止。按照克劳修斯说法，“宇宇宙熵趋向于极大。宇宙越是靠近于这个熵是极大极宙熵趋向于极大。宇宙越是靠近于这个熵是极大极限状态，深入改变能力就越小；假如最终完全抵达限状态，深入改变能力就越小；假如最终完全抵达了这个状态，那就任何深入改变都不会发生了，这了这个状态，那就任何深入改变都不会发生了，这时宇宙就会进入一个死寂永恒状态时宇宙就会进入一个死寂永恒状态”。第32页32“热寂说热寂说”是热力学第二定律宇宙学推论，这一是热力学第二定律宇宙学推论，这一推论是否正确，引发了科学界和哲学界一百多年连推论是否正确，引发了科学界和哲学界一百多年连续不停争论。因为包括到宇宙未来和人类命运等重续不停争论。因为包括到宇宙未来和人类命运等重大问题，因而它所包括和影响范围已经远远超出了大问题，因而它所包括和影响范围已经远远超出了科学界和哲学界，成了近代史上一桩最令人懊恼文科学界和哲学界，成了近代史上一桩最令人懊恼文化疑案。化疑案。绝处逢生：膨胀宇宙不会绝处逢生：膨胀宇宙不会“热寂热寂”20世纪六七十年代以后，自从世纪六七十年代以后，自从“大爆炸大爆炸”宇宙模型宇宙模型逐步得到天体物理学界公认以来，逐步得到天体物理学界公认以来，“热寂热寂”说这朵说这朵漂浮在物理学上空漂浮在物理学上空“乌云乌云”逐步云开雾散，人类曾逐步云开雾散，人类曾一度阴霾笼罩心头终于迎来了一片朗朗晴空。一度阴霾笼罩心头终于迎来了一片朗朗晴空。“山重水复疑无路，柳暗花明又一村山重水复疑无路，柳暗花明又一村”第33页33该理论认为，宇宙大约是在该理论认为，宇宙大约是在100200亿年以前，从亿年以前，从高温高密物质与能量高温高密物质与能量“大爆炸大爆炸”而形成。伴随宇宙而形成。伴随宇宙不停膨胀，其中温度不停降低，物质密度也不停减不停膨胀，其中温度不停降低，物质密度也不停减小，逐步衍生成众多星系、星体、行星等，直至出小，逐步衍生成众多星系、星体、行星等，直至出现生命。宇宙大爆炸理论是现生命。宇宙大爆炸理论是20世纪科学研究重大成世纪科学研究重大成就，是基于几十年创新试验与理论研究结果。因而就，是基于几十年创新试验与理论研究结果。因而取得了科学界公认，并成为当代宇宙学标准模型。取得了科学界公认，并成为当代宇宙学标准模型。“大爆炸大爆炸”宇宙模型宇宙模型第34页34例题解析例题解析热力学基础热力学基础第35页35例题解析：1、如图示，、如图示，1mol氦气，由状态氦气，由状态沿直沿直线变到状态线变到状态，求这过程中内能改变，求这过程中内能改变，吸收热量，对外作功？吸收热量，对外作功？【解】【解】:1mol氦气内能为：氦气内能为：从从状状态态A到到状状态态B,内内能能增增量量为为:第36页36对外作功为曲线下面积对外作功为曲线下面积:由热力学第一定律由热力学第一定律,此过程中吸收热量为此过程中吸收热量为:第37页372、如如图图示示，AB，CD是是绝绝热热过过程程，CEA是是等等温温过过程程，BED是是任任意意过过程程，组组成成一一个个循循环环，若若图图中中EDCE所所包包围围面面积积为为70J，EABE所所围围面面积积为为30J，CEA过过程程中中系系统统放放热热100J，求求BED过过程程中中系统吸热为多少？系统吸热为多少？【解解】:正正循循环环EDCE面面积积为为70J，表对外作正功。，表对外作正功。逆逆循循环环EABE面面积积为为30J，表表对外作负功。对外作负功。整个循环对外作功为：整个循环对外作功为：第38页38A=70+（-30）=40J由热力学第一定律：由热力学第一定律：设设CEA过程放热过程放热Q1，BED过程吸热过程吸热Q2，则，则故故BED过程中系统从外界吸热过程中系统从外界吸热140J热量热量第39页393、1mol理理想想气气体体在在T1=400K高高温温热热源源与与T2=300K低低温温热热源源作作卡卡诺诺可可逆逆循循环环，在在400K等等温温线线上上开开始始体体积积V1=0.001m3,末末了了体体积积为为V2=0.005m3,求求此此气气体体在在每每一一循循环环中中（1）从从高高温温热热源源吸吸收收热热量量Q1；（2）气气体体所所作作净净功功A，（，（3）气体所传给低温热源热量）气体所传给低温热源热量Q2。【解】【解】:（1）等温过程）等温过程:第40页40（3）由热力学第一定律：）由热力学第一定律：（2）第41页41CABV/m3P/pa0133001004、一一定定量量理理想想气气体体进进行行如如图图所所表表示示循循环环过过程程，已已知知气气体体在在状状态态A温温度度为为 TA=300K，求求：（1）气气体体在在状状态态B、C温度；温度；（2）各过程中气体对外作功；）各过程中气体对外作功；（3）经过整个循环过程，气体总热量。）经过整个循环过程，气体总热量。第42页42（2）各过程中气体对外作功分别为：）各过程中气体对外作功分别为：BC为等压过程，据为等压过程，据VB/TB=VC/TC得：得：【解】【解】:（1）CA为等容过程，据为等容过程，据PA/TA=PC/TC得：得：ABV/m3P/pa013300100第43页43（2）各过程中气体对外作功分别为：）各过程中气体对外作功分别为：（3）整个循环过程中气体所作总功为：）整个循环过程中气体所作总功为：因因循循环环过过程程内内能能增增量量为为0，故故由由热热力力学学第第一一定律知：定律知：ABV/m3P/pa013300100第44页445、1mol单单原原子子分分子子理理想想气气体体循循环环过过程程如如TV图图示示，其其中中C点点温温度度为为TC=600K，试试求求（1）ab,bc,ca各各个个过过程程系系统统吸吸收收热热量量；（2）经经一一循循环环系系统统所所作作净净功功；（3）循循环环效率效率T/KV/10-3m310c2ba【解解】:从从图图知知，ab是是等等压压过程，过程，Va/Ta=Vb/Tb第45页45第46页466、关于可逆过程和不可逆过程判断，正确是、关于可逆过程和不可逆过程判断，正确是（）（1）可逆热力学过程一定是准静态过程；）可逆热力学过程一定是准静态过程；（2）准静态过程一定是可逆过程；）准静态过程一定是可逆过程；（3）不可逆过程就是不能向相反方向进行过）不可逆过程就是不能向相反方向进行过程；程；（4）凡有摩擦过程，一定是不可逆过程。）凡有摩擦过程，一定是不可逆过程。答案：答案：（1）、（）、（4）第47页47分子数密度处处相同分子沿任一方向运动不比其它方向占优势7、在推导理想气体压强公式中，表达统计意义两条假设是：、在推导理想气体压强公式中，表达统计意义两条假设是：（1）（2）8、下面给出理想气体状态方程几个形式，指出它们各表示、下面给出理想气体状态方程几个形式，指出它们各表示什么过程什么过程:表示 过程表示 过程表示 过程等压等压等容等容等温等温第48页489、在以下各种说法中，哪些是正确？、在以下各种说法中，哪些是正确？（1）热平衡过程就是无摩擦、平衡力作用过程。）热平衡过程就是无摩擦、平衡力作用过程。（2）热平衡过程一定是可逆过程。）热平衡过程一定是可逆过程。（3）热平衡过程是无限多个连续改变平衡态连接。）热平衡过程是无限多个连续改变平衡态连接。（4）热平衡过程在）热平衡过程在p-V图上可用一连续曲线表示。图上可用一连续曲线表示。（A）（）（1）、（）、（2）；）；（B）（）（3）、（）、（4）；）；（C）（）（2）、（）、（3）、（）、（4）；）；（D）（）（1）、（）、（2）、（）、（3）、（）、（4）B10、一定量理想气体经历、一定量理想气体经历acb过程时吸热过程时吸热200J.则经历则经历acbda过程时，吸热为过程时，吸热为:(A)-1200J.(B)-1000J(C)-700J.(D)1000JabdcOV(103m3)P(105pa)1414B第49页4911、所列四图分别表示某人构想理想气体四个、所列四图分别表示某人构想理想气体四个循环过程，请选出其中一个在物理上可能实现循环过程，请选出其中一个在物理上可能实现过程标号：过程标号：B等温等温绝热绝热Vp(A)Vp(B)绝热线绝热线等温线等温线Vp(C)绝热线绝热线绝热线绝热线绝热线绝热线Vp等温线等温线(D)绝热线绝热线第50页5012“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收热量全部用来理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收热量全部用来对外做功。对外做功。”对此说法，有以下几个评论，哪种是正确？对此说法，有以下几个评论，哪种是正确？（A）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律。）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律。（B）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律。）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律。（C）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。（D）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。C13一绝热容器被隔板分成两半，二分之一是真空，另二分之一是理想气体一绝热容器被隔板分成两半，二分之一是真空，另二分之一是理想气体。若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，到达平衡后。若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，到达平衡后:（A）温度不变，熵增加。）温度不变，熵增加。（B）温度升高，熵增加。）温度升高，熵增加。（C）温度降低，熵增加。）温度降低，熵增加。（D）温度不变，熵不变。）温度不变，熵不变。A第51页5114、理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来两、理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来两倍。则始末两态温度和始末两态气体分子平均自由程关系倍。则始末两态温度和始末两态气体分子平均自由程关系是：是：V2=2V1p2=p1/2B15、p-V图上一点，代表图上一点，代表；p-V图上任意一条曲线，表示图上任意一条曲线，表示。系统一个平衡态一个准静态过程第52页5216、如图所表示，已知图中画出两部分面积分别为、如图所表示，已知图中画出两部分面积分别为S1和和S2，那么：那么：（1）假如气体膨胀过程为）假如气体膨胀过程为a-1-b,则气体对外做功则气体对外做功A=；（2）假如气体进行）假如气体进行a-2-b-1-a循环过程，则它对外做功循环过程，则它对外做功A=S1+S2-S2S2S1VOPab12第53页5318、从统计意义来解释：、从统计意义来解释：不可逆过程实质上是一个不可逆过程实质上是一个转变过程。转变过程。一切实际过程都向着一切实际过程都向着方向进行。方向进行。热力学概率小状态到概率大状态热力学概率增大状态17一个作可逆卡诺循环热机，其效率为一个作可逆卡诺循环热机，其效率为，它逆过程致冷机，它逆过程致冷机致冷系数致冷系数，则，则 与与w关系为关系为第十一章结束第十一章结束第54页54