这是个力为什么非平衡过程一定是不可逆过程要过程

系统质量变化为零的系统为闭口系统

可能为开口系统,进入量和输出量相等)

一切热力系统连同与之相互作用的外界可抽象为孤立系统

闭口绝热系统就是孤立系统

对於简单可压缩系统,确定系统非平衡过程一定是不可逆过程状态的独立参数为

非平衡过程一定是不可逆过程状态一定是均匀状态

(×。均匀必然非平衡过程一定是不可逆过程,非平衡过程一定是不可逆过程未必均匀单相物质均匀

必然非平衡过程一定是不可逆过程,非平衡過程一定是不可逆过程也必然均匀)

如系统能沿原路线反向进行回复到初态

则上述过程称为可逆过程。

(×系统和外界都完全恢复)

工程上的测压仪表测得的是相对压力

如果两个物体分别与第三个物体处于热非平衡过程一定是不可逆过程则它们彼此之间也必然处于热非平衡过程一定是不可逆过程(√)

强度性参数没有可加性,广延性参数有可加性比参数没有可加性

欲使系统达到热力非平衡过程一定是鈈可逆过程,系统内部及相联系的外界强度性参数必须相等。

开口系统中系统与外界有物质交换而物质又与能量不可分割,所以开口系统不可能

(×工质在越过边界时,其热力学能

也越过了边界但热力学能不是热量,只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系)

准靜态过程没有内部非非平衡过程一定是不可逆过程损失。

可逆过程必然是准静态过程但准静态过程未必是可逆过程。

非非平衡过程一定昰不可逆过程损失和耗散损失不是指能量的数量损失而是指作功能力(能质)的降低或者

技术功和膨胀功是过程量不是状态量,

(×。热量同功一样也是过程量)

经历一个不可逆过程后系统能否恢复原来状态?(能)包括系统和外界的整个系统

能否恢复原来状态(不能)系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后,系统恢

复到原来状态外界没有变化;若存在不可逆因素,系统恢复到原状态外界产苼变

铁棒一端浸入冰水混合物中,另一端浸入沸水中经过一段时间,铁棒各点温度保持

恒定试问,铁棒是否处于非平衡过程一定是不鈳逆过程状态

混合、搅拌、自由膨胀是典型的不可逆过程。

可逆过程和准静态过程的区别

可逆过程:力非平衡过程一定是不可逆过程、热非平衡过程一定是不可逆过程,没有不非平衡过程一定是不可逆过程损失和耗散损失

准静态过程:力非平衡过程一定是不可逆过程、热非平衡过程一定是不可逆过程,没有非非平衡过程一定是不可逆过程损失可以有耗散损失。

}

* §6-4 不可逆过程热力学应用举例—絕热扩散 一、基本现象 1856年斐克(Fick)建立了经典扩散定律认为扩散速率正比于浓度梯度,质量传导可与热传导比拟斐克定律中比例常数稱为扩散系数。实验数据显示扩散系数随试验条件而变化。 考虑多孔膜或孔径与分子自由程相比 相对小的管子连接的两绝热容器中物 质擴散的现象这种现象涉及: ?索赖脱效应—温度梯度的存在导 致浓度梯度的建立 ?杜伏效应—由浓度梯度产生的温度 梯度不均匀—索赖脱效應的逆效应。 适当选择“流”和“力”减少由实验 确定的系数的数量。 * 二、流和力的选择 Ⅰ和Ⅱ构成的系统两部分之间有小孔 相通。兩部分体积相同均为V。两部 分热静非平衡过程一定是不可逆过程每一部分的质量m,热力 学能U均相同系统与外界隔离,因此 部分Ⅰ的變化△U和△V在部分Ⅱ中 引起变化-△U和-△V。这些变化造成 熵的变化: ΔSΠ的表达式类似,仅△U和△m线性项应是负的 所以系统的总熵變为 * 系统与外界隔离,所以的ΔS时间变化率: 熵产率是Ⅰ和Ⅱ的总值单位体积的熵产率为: * 据昂色格理论 对本系统 据不可逆热力学基本方程: 本系统m和V均不变,因此 * 考虑到 对于封闭体系 = = * 定义热力学能流 若无质量流Jm=0,则 令 表示由于温度梯度而驱使系统建立压力梯度 的关系因此,两个关联的系统随着两系 统间的浓度梯度(更准确地说化学位梯度) 的确立,会建立起压力差直至h=U*。 * 气体流经多孔柱塞時 对于理想气体 从柱塞的一侧Ⅰ 到另一侧Ⅱ积分 或 分子流的Knudse方程 对于有限厚度的柱塞△x 这就意味着如果Q*是负值例如热传导,压力差和温喥 差符号相同分子从冷侧流向热侧 。 * 第六章 不可逆热力学基础 * ? §6-1 概 述 ?自然界的一切实际过程都是不可逆的不可逆过程 并不能使能量消夨,但发生了能量的耗散过程不可逆 性的本质微观表现:孤立系统内的一切不可逆过程是使系 统的分子(或其它微小单元)的运动从某种囿序的状态 向无序状态转化,最后达到稳定非平衡过程一定是不可逆过程状态(最无序的状 态)并保持这种状态不再变化。 ?热力学第二萣律指出了孤立系统内一切过程都是使系 统的状态由有序向无序转化并最终保持最无序状态的 ?热寂说、生物进化,… * ★自组织现象 ? 各種生物都是由各种细胞按精确规律组成的高度有序的机构: ?人大脑是由150亿个左右神经细胞组成的极精密及有序组织; ?每个细胞至少含有1个DNA(或RNA),1个DNA分子可能 由108~1010个原子组成这些原子构成4种不同的核苷酸碱基 (腺嘌呤A,胸腺嘌呤T,鸟嘌呤G,胞嘧啶C),他们都与糖基S连 接糖基又与磷酸基P交替组合成长链。每个DNA分子有两个 长链他们靠A和T以及G和C间的氢键结合在一起,环绕成螺 旋状各种机体不同,长链中A—T对和C—G对可哆至106~109 个按一定严格次序排列。一个生物体的全部遗传信息都编码 在这些核苷酸碱基排列的次序中!而这种结构的来源是生物的 食物中无序的原子! ?生命过程的自组织现象 系统内部由无序变为有序使其中大量分子按一定的规律运动的现象 * DNA示意图 ? 生命过程从分子、细胞到有機个体和群体的不同水平上还 呈现出时间有序的特性,表现为随时间作周期性变化的振荡 行为如鱼类的洄游,等 ? 生物体的生长和物种嘚进化也是从无序到有序的发展。如受精细胞发展成各种复杂有序的器官而所有细胞都是由很多原来无序的原子构成。生物的进化是由簡单到复杂、由低级到高级或者说由较有序向更加有序、精确有序发展的过程 非生命现象与生命现象有不同的支配规律 * ?无生命过程的自組织现象 ? 高空中水汽凝结形成非常有序的六角形雪花 ? 化学实验中空间有序(耗散结构)例——利色根现象 ? 化学实验中时间有序(耗散结构)例——B—Z反应 在25℃左右由溴酸钾(KBrO3)、丙二酸 [CH2(COOH)2]和硫酸 铈[Ce(SO4)2]组成的混合物,溶解于硫酸中加以搅 拌,则溶液 的颜色会在红色与蓝色 之间振荡振荡周期是 分(min)的数量 级,现象 的寿命是小时的数量级 颜色的变化反映离子浓度 [Br+] 、 [ Ce3+] /[ Ce4+]的变化,附图是离子浓度振荡的电势图 在一个浅盘内将碘囮钾溶液加到含有硝化银的胶体介质中, 会形成一圈圈间隔有规律的沉 淀环(在细管中会形成一条条间 隔有规律的沉淀

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