第二章 热力学第二定律 2.1热力学第二定律的一般表述 2.2热的Caloric理论 2.3 热机简史 2.4 Carnot定理 2.5热的运动理论 2.6热力学第二定律 2.7热力学温标 2.8新的状态函数：熵 2.9熵流和熵产生 2.10热力学第二定律的熵表述
第二章 热力学第二定律 2.1 热力学第二定律的一般表述 2.2 热的 Caloric 理论 2.3 热机简史 2.4 Carnot 定理 2.5 热的运动理论 2.6 热力学第二定律 2.7 热力学温标 2.8 新的状态函数：熵 2.9 熵流和熵产生 2.10 热力学第二定律的熵表述
2.1热力学第二定律的一般表述 热力学第二定律的一般表述是：所有宏观过程都是不可逆的。 可逆过程和不可逆过程 Q可逆过程：过程中每一步都可以沿相反方向发生，并且不引 起外界的其他改变。 Q不可逆过程：非可逆过程的过程。 不可逆过程的违反可逆性的两个要求： Q要么不能反向发生 Q起死回生 Q返老还童 Q煮熟的鸡蛋还原了 Q要么反向发生引起外界的变化 Q热水放凉，但是没有凉水自发变热 凉水可以变热，但是需要外界加热或者做功 Q运动的物体由于摩擦，发热减速，动能转化为热。 但反过程不会自发发生：物体不会自发变冷然后动起来 无摩擦准静态过程是唯一一种可逆过程。但它是理想化的过 程，实际上是不存在的
2.1 热力学第二定律的一般表述 热力学第二定律的一般表述是：所有宏观过程都是不可逆的。 可逆过程和不可逆过程 可逆过程：过程中每一步都可以沿相反方向发生，并且不引 起外界的其他改变。 不可逆过程：非可逆过程的过程。 不可逆过程的违反可逆性的两个要求： 要么不能反向发生 起死回生 返老还童 煮熟的鸡蛋还原了 要么反向发生引起外界的变化 热水放凉，但是没有凉水自发变热 凉水可以变热，但是需要外界加热或者做功 运动的物体由于摩擦，发热减速，动能转化为热。 但反过程不会自发发生：物体不会自发变冷然后动起来 ☞ 无摩擦准静态过程是唯一一种可逆过程。但它是理想化的过 程，实际上是不存在的
和热力学历史有关的两种热力学第二定律的表述 0 Clausius表述：热传导是不可逆的，或者热不可能自发的从 低温转移到高温 0. Kelvin表述：不可能从单一热源取热并完全转成功而不引起 其他变化 露热力学第二定律很容易从经验、实践中得到验证 露但它和其他物理学定律非常不同 一 般定律均可以表示为等式的形式 如何从第二定律这种一般的表述里得到等式？
和热力学历史有关的两种热力学第二定律的表述 Clausius 表述：热传导是不可逆的，或者热不可能自发的从 低温转移到高温 Kelvin 表述：不可能从单一热源取热并完全转成功而不引起 其他变化 ☞ 热力学第二定律很容易从经验、实践中得到验证 ☞ 但它和其他物理学定律非常不同 一般定律均可以表示为等式的形式 如何从第二定律这种一般的表述里得到等式？
2.2 热的Caloric理论 Ancient greeks,Lavoisier,Poisson,Laplace,Carnot... Caloric:无质量，自我排斥的液体：温度~Caloric浓度 Ice calorimeter developed by Lavoisier and Laplace
2.2 热的 Caloric 理论 Ancient greeks, Lavoisier, Poisson, Laplace, Carnot · · · Caloric: 无质量，自我排斥的液体；温度 ∼Caloric 浓度 Ice calorimeter developed by Lavoisier and Laplace
Caloric理论 Caloric理论可以解释很多实验现象 o.Black的热平衡：液体达到相同高度 Q热容：液体容积 Delaroche and Berard错误的实验结果： 理想气体体积变大，热容增加 s保持压强不变→升温导致体积变大→热容增加：Cp> Cy Q热传导（包括热辐射）：液体从高处流向低处 霉热可以在真空中传播 Fourier热传导理论 Q相变、潜热 露热可以附着在分子附近，使得分子间排斥变大一相变 。气体绝热过程导致温度改变 Lapalace据此修正了Newton理论，得到更准确的声速 oCarnot定理 露正确解释了热机的工作原理
Caloric 理论 Caloric 理论可以解释很多实验现象 Black 的热平衡：液体达到相同高度 热容：液体容积 ☞ Delaroche and Bérard 错误的实验结果： 理想气体体积变大，热容增加 ☞ 保持压强不变 ⇒ 升温导致体积变大 ⇒ 热容增加：𝐶𝑝 > 𝐶𝑣 热传导（包括热辐射）：液体从高处流向低处 ☞ 热可以在真空中传播 ☞ Fourier 热传导理论 相变、潜热 ☞ 热可以附着在分子附近，使得分子间排斥变大 ⇒ 相变 气体绝热过程导致温度改变 ☞ Lapalace 据此修正了 Newton 理论，得到更准确的声速 Carnot 定理 ☞ 正确解释了热机的工作原理
2.3热机简史 Hero aeolipile (~60) "The Most Powerful Idea in the World:A Story of Steam,In- dustry,and Invention "William Rosen
2.3 热机简史 Hero aeolipile (∼60) “The Most Powerful Idea in the World: A Story of Steam, Industry, and Invention ”, William Rosen
热机简史：Papin vacuum engine(~1l6g0) Vacuum Engine High Pressure Engine Inlet
热机简史：Papin vacuum engine (∼1690)
热机简史：Savery steam pump(~l698) 17世纪中叶英国的第一次 能源危机极大地推动了热 机的发展： Miner's friend
热机简史：Savery steam pump (∼1698) 17 世纪中叶英国的第一次 能源危机极大地推动了热 机的发展： ☞ Miner’s friend
热机简史：Newcomen“atomspheric”engine(~l710)
热机简史：Newcomen “atomspheric” engine (∼1710)
热机简史：Vatt separate condenser(~l770)
热机简史：Watt separate condenser (∼1770)