卡诺循环和卡诺定理有何意义 正向卡诺循环对于热力学第二定律的意义

为什么克劳修斯不等式是热力学第二定律的数学表达式？ 克劳修斯不等式与开尔文和克劳修斯的热力学第二定律表述有什么关系吗？为什么它是热力学第二定律的数学表…卡诺循环和卡诺定理有何意义 卡诺定理以理想气体为工作物质的可逆卡诺循环，其热效率仅取决于高温及低温两个热源的温度.以热力学第二定律为基础，可以将之推广为适用于任意可逆循环的普遍结论，称为“卡诺定理”.卡诺定理在导出热力学第二定律的普遍判据-状态函数\"S\"-中具有重要作用.热力学第二定律否定了第二类永动机，效率为1的热机是不可能实现的，那么热机的最高效率可以达到多少呢？从热力学第二定律推出的卡诺定理正是解决了这一问题.卡诺认为：“所有工作于同温热源与同温冷源之间的热机，其效率都不能超过可逆机”，这就是卡诺定理.卡诺循环卡诺循环(Carnot cycle)是由法国工程师尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺于1824年提出的，以分析热机的工作过程，卡诺循环包括四个步骤：等温吸热，绝热膨胀，等温放热，绝热压缩.即理想气体从状态1（P1，V1，T1）等温膨胀到状态2（P2，V2，T2），再从状态2绝热膨胀到状态3（P3，V3，T3），此后，从状态3等温压缩到状态4（P4，V4，T4），最后从状态4绝热压缩回到状态1.这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的循环成为卡诺循环.热力学第二定律 7-9 卡诺定理 热力学温标 试读结束，如需阅读或下载，请点击购买>；原发布者：dengxiaoxiong1热力学第二定律讲课提纲自然过程的方向性问题↓可逆与不可逆过程↓热力学第二定律的表述（宏观描述）↓（微观描述）↓热力学几率的引入熵函数的引入↓熵增原理热二定律的统计意义↓玻尔兹曼关系↓熵概念的泛化下页17-9卡诺定理热力学温标一．卡诺定理（1）在相同的高温热源和相同的低温热源间工作的一切可逆热机其效率都相等，而与工作物质无关。（2）在相同的高温热源和相同的低温热源间工作的一切热机中，不可逆热机的效率不可能大于可逆热机的效率。讨论：①这里的热源均指温度均匀的恒温热源；②可逆热机必然是作卡诺循环的可逆卡诺机。下页上页21.用第二定律证明（见教材P374~）上页2.用熵增原理证明.对任意的一个热机工作循环过程，工作物质从高温热源（温度为T1）吸收热量为Q1，在低温热源（T2）放出热量Q2，整个复合系统包括高温热源、低温热源和工作物质三部分.由于高温热源和低温热源的温度分别保持不变，经过一个循环后工质恢复到原状态.那么，在一个循环过程中，高温热源、低温热源及工作物质的熵的变化分别为：整个复合系统为一封闭的孤立系统，由熵增原理知，Q1Q2SH，SL，SM0（1）T1T2SSHSLSMQ1。热力学第二定律的两种表述是什么？微观统计意义是什么 热力学第二定律有两种基本表述，第一种是（1）克劳休斯表述：不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化；第二种是（2）开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其它变化。开尔文表述还可以表述成：第二类永动机不可能实现。除此之外，热力学第二定律还可以表述成熵增加原理：孤立系统的熵永不自动减少，熵在可逆过程中不变，在不可逆过程中增加。从微观统计意义上讲，热运动则是大量分子的无规则运动。无规则运动要变为有规则运动的几率极小，而有规则的运动变成无规则运动的几率大。一个不受外界影响的孤立系统，其内部自发的过程总是由几率小的状态向几率大的状态进行，从此可见热是不可能自发地变成功的。卡诺循环热效率公式及含义 1、卡诺循环热效率公式：2113ηc=1-T2/T1。2、限制因5261素是热量进入发动机的温4102度以及发动机排放其废热1653的环境温度，任何发动机在这两个温度之间工作，这个极限值被称为卡诺循环效率。卡诺循环 是只有两个热源（一个高温热源温度T1和一个低温热源温度T2）的简单循环。由于工作物质只能与两个热源交换热量，所以可逆的卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。热力学第二定律对所有热机的热效率进行了基本的限制。即使是理想的无摩擦发动机也不能将其100%输入热量的任何地方转换成工作。扩展资料：卡诺循环的效率原理：通过热力学相关定理我们可以得出，卡诺循环的效率ηc=1-T2/T1，由此可以看出，卡诺循环的效率只与两个热源的热力学温度有关，如果高温热源的温度T1愈高，低温热源的温度T2愈低，则卡诺循环的效率愈高。因为不能获得T1→的高温热源或T2=0K（-273℃）的低温热源，所以，卡诺循环的效率必定小于1。参考资料来源：—卡诺循环效率热力学第二定律的经典表述之一是什么，其数学表达公式是什么 克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化.开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其它变化.熵增加原理表述：孤立系统的熵永不自动减少，熵在可逆过程中不变，在不可逆过程中增加.ds>；0如何推导卡诺循环的效率公式 卡诺循环的效率ηc=1-T2/T1，由此可以看出，卡诺循环的效率只与两个热源的热力学温度有关，如果高温热源的温度T1愈高，低温热源的温度T2愈低，则卡诺循环的效率愈高。因为不能获得T1→的高温热源或T2=0K（-273℃）的低温热源，所以，卡诺循环的效率必定小于1。卡诺循环效率一致可以证明，以任何工作物质作卡诺循环，其效率都一致；还可以证明，所有实际循环的效率都低于同样条件下卡诺循环的效率，也就是说，如果高温热源和低温热源的温度确定之后卡诺循环的效率是在它们之间工作的一切热机的最高效率界限。因此，提高热机的效率，应努力提高高温热源的温度和降低低温热源的温度，低温热源通常是周围环境，降低环境的温度难度大、成本高，是不足取的办法。现代热电厂尽量提高水蒸气的温度，使用过热蒸汽推动汽轮机，正是基于这个道理。扩展资料：卡诺循环包括四个步骤：等温吸热，在这个过程中系统从高温热源中吸收热量；绝热膨胀，在这个过程中系统对环境作功，温度降低；等温放热，在这个过程中系统向环境中放出热量，体积压缩；绝热压缩，系统恢复原来状态，在等温压缩和绝热压缩过程中系统对环境作负功。卡诺循环可以想象为是工作于两个恒温热源之间的准静态。

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