在此我們取密閉于汽缸中具有一定質量m的理想氣體作為熱力學系統來進行研究。一、等容過程PVP1P2氣體的體積不變，所以系統對外做功A=0，由第一定律得氣體吸收的熱量全部用來增加氣體的內能；反之，氣體放出熱量必等于氣體內能的減少。由定容摩爾熱容知6.5理想氣體的典型準靜態過程二、等壓過程PVV1V2當缸內氣體吸熱溫度逐漸升高時，要保持壓強不變，氣體必膨脹做功，其功為由定壓摩爾熱容知，系統吸熱為由熱力學第一定律問題：氣體作等壓膨脹時，系統對外做功，則內能是增加還是減少？p三、等溫過程PVp1，V1p2，V2溫度始終保持不變，所以內能不變，E2=E1由熱力學第一定律知氣體做功為微分得：四、絕熱過程在不與外界作熱量交換的條件下，系統的狀態變化過程叫做絕熱過程。特征：理想氣體準靜態絕熱過程Vp0ABCQT絕熱線與等溫線的比較等溫線的斜率絕熱線的斜率所以在交點處，絕熱線的斜率的絕對值較等溫線的絕對值大。即絕熱線較等溫線陡些。因為例：一定質量的理想氣體，從初態（）開始，經過準靜態絕熱過程，體積膨脹到V2，求在這一過程中氣體對外做的功。設該氣體的比熱比為γ。解：由泊松公式得求得功為或利用絕熱條件得所以由泊松公式得熱機效率：一系統（如熱機中的工質），經歷一系列變化后又回到初始狀態的整個過程叫循環過程，簡稱循環。一、熱機及其效率一般從高溫熱庫吸熱Q1，對外做凈功A，向低溫熱庫放熱Q2，A=Q1-Q2>0則為正循環；反之，外界對工質做凈功A，從低溫熱庫吸熱Q2

，向高溫熱庫放熱Q1，則為逆循環。正循環過程對應熱機，逆循環過程對應致冷機。6.6循環過程卡諾循環循環為準靜態過程，在狀態圖中對應閉合曲線。V循環過程P-V圖P正循環逆循環1824年卡諾（法國工程師1796-1832）提出了一個能體現熱機循環基本特征的理想循環。后人稱之為卡諾循環。理想氣體的卡諾循環：兩個等溫過程加上兩個絕熱過程。1234PV0V1V4V2V3T1T212（等溫膨脹）：與溫度為T1的高溫恒溫熱源接觸，T1不變，體積由V1膨脹到V2，從熱源吸收熱量為34（等溫壓縮）：體積由V3壓縮到V4，向低溫恒溫熱源放熱為23（絕熱膨脹）：體積由V2變到V3，吸熱為零。41（絕熱壓縮）：體積由V4變到V1，吸熱為零。二、卡諾循環高溫熱源T1低溫熱源T2Q1Q2A一次循環中，氣體對外作凈功為效率1234PV0V1V4V2V3T1T2理想氣體卡諾循環的效率只與兩熱源的溫度有關卡諾循環的逆向循環反映了制冷機的工作原理工質把從低溫熱源吸收的熱量Q2和外界對它所作的功A以熱量的形式Q1傳給高溫熱源，其結果可使低溫熱源的溫度更低，達到制冷的目的。吸熱越多，外界作功越少，表明制冷機效能越好。高溫熱源T1低溫熱源T2Q1Q2A制冷系數1234PV0V1V4V2V3T1T2三、致冷循環了解：絕對零度不能達到原理一、自然過程的方向

自然界的一切實際熱力學過程都是按一定方向進行的，反方向的逆過程不可能自動地進行。1、功熱轉變功可以完全變熱，但要把熱完全變為功而不產生其他影響是不可能的。利用熱機，實際熱機的循環除了熱變功外，還必定有一定的熱量從高溫熱源傳給低溫熱源，即產生了其它效果。說明自然界里的功熱轉換具有方向性。通過摩擦而使功變熱的過程是不可逆的。2、熱傳導熱量總是自動地由高溫物體傳向低溫物體，從而使兩物體溫度相同，達到熱平衡。從未發現其反過程，使兩物體溫差增大。熱傳導過程是不可逆的。6.7熱力學第二定律3、氣體的絕熱自由膨脹隔板膨脹前膨脹后在隔板被抽去的瞬間，氣體聚集在左半部，這是一種非平衡態，此后氣體將自動膨脹充滿整個容器。最后達到平衡態。其反過程由平衡態回到非平衡態的過程不可能自動發生。氣體向真空中絕熱自由膨脹的過程是不可逆的。結論：以上三個典型的實際過程都是按一定的方向進行的，是不可逆的。一切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的。克勞修斯表述：熱量不可能自動地從低溫物體傳到高溫物體開爾文表述：其唯一效果是熱全部轉變為功的過程是不可能的。不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變成有用的功,而不引起其它變化。二、熱力學第二定律說明自然宏觀過程進行的方向的規律叫做熱力學第二定律。第一類永動機、第二類永動機第一類永動機第二類永動機T1Q2T2Q1-Q2ApepT1熱功轉換熱傳導氣體絕熱自由膨脹結論：一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行。這是不可逆性的微觀本