熵增加的过程必为不可逆过程
热力学第二定律熵和不可逆过程的关系
热力学第二定律熵和不可逆过程的关系热力学是研究能量转化和传递的学科，而热力学第二定律是描述自然界中能量传递方向的法则。
在热力学第二定律中，熵被引入作为一个重要的概念，用来衡量系统的无序程度。
熵的增加与不可逆过程密切相关。
本文将讨论热力学第二定律熵和不可逆过程之间的关系。
一、熵的概念和熵增定律熵是热力学中一个非常重要的概念，代表了系统的无序程度。
熵通常用符号S表示，单位是焦耳/开尔文（J/K）。
熵增定律是热力学第二定律的数学表述，表明在孤立系统中，熵总是增加的，而不会减少。
这与我们日常生活中观察到的现象是一致的，例如持续发生的自然界的无序现象，如茶渐渐冷却、水流自然而下的过程等。
二、熵增定律与不可逆过程在热力学中，不可逆过程是指无法逆转的过程。
熵增定律与不可逆过程相关联，因为在不可逆过程中，系统的熵总是增加的。
这可以通过以下两种观点来解释。
1. 微观角度：熵的统计解释微观层面上，熵有一个统计解释，即系统的熵与系统的微观状态数目成正比。
在不可逆过程中，系统的微观状态数目会减少，因此系统的熵会增加。
这是由于不可逆过程中，系统会经历一系列无序化的变化，而导致系统排列组态数目的减少，即系统的微观状态数目的减少。
当系统微观状态数目减少时，系统的熵必然增加。
2. 宏观角度：熵增代表能量无法完全转化为有用功从宏观角度考虑，熵增代表了能量无法完全转化为有用功，而有部分能量转化为热量的过程。
在不可逆过程中，能量会以一种高度分散的方式传递，从而使得能量无法进行有效的转化。
这导致系统的有序程度降低，即系统的熵增加。
三、熵增与不可逆过程的实例下面通过几个具体的实例来说明熵增与不可逆过程的关系。
1. 理想气体的自由膨胀考虑一个理想气体在一个绝缘容器中自由膨胀的过程。
在这个过程中，气体会从高压区域自发地流向低压区域，容器内部的气体分子会均匀地分布在整个容器中。
这个过程是不可逆的，因为无法将气体分子重新聚集到一个小区域内。
根据熵增定律，由于气体的分子在整个容器中均匀分布，系统的无序程度增加，即熵增加。
工程热力学1(答案)
南昌大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题（答案及评分标准）报考专业：______________________ 考试科目：工程热力学 ( )一、判断题（每题2分，共20分。
正确的打“√”，错误的打“×”）1. 水蒸气在定温过程中温度不变,则其热力学能也不变。
（×）2. 熵增加的过程即为不可逆过程。
（×）3. 不存在400℃的液态水。
（√）4. 湿空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的含量就越大。
（×）5. 经不可逆循环，系统与外界均无法恢复原状态。
（×）6. 理想气体只有取定比热容，才能满足迈耶公式。
（×）7. 闭口绝热系的熵不可能减少。
（√）8. 一切不可逆循环的热效率。
（×）9. 若收缩喷管进口截面参数不变，背压提高，则喷管流量下降。
（×）10. 从热力学角度看，用电加热取暖比用煤燃烧取暖合理，因煤的不完全燃烧会带来损失，而电能可100％地转变为热量。
（×）二、选择题（每题3分，共30分。
每个题目只有一个选项最符合题意，请将其序号填在括号内）1. 闭口系统经历一可逆变化过程，系统与外界交换功量10KJ，热量-10KJ，则系统熵变。
（ B ）A．大于0 B. 小于0 C.等于0 D.无法确定2. 可逆过程一定是（ D ）A．非平衡过程 B. 存在着损耗的准静态过程C. 等温传热过程D. 准静态过程3. 质量不可能改变的系统是( A )A．闭口系统 B. 开口系统 C. 绝热系统 D.以上全部是4. 在保温良好，门窗密闭的房间内，启动一台打开门的冰箱，经过一段时间运行，则室温将（B）A．降低 B. 升高 C. 不变 D. 不确定5. 在不可逆过程中，系统的熵（D）A．增大 B. 减少 C. 不变 D.不确定6. 适用于（B）A. 理想气体、闭口系统、可逆过程B. 理想气体、定比热容、闭口系统、可逆过程C. 任意气体、闭口系统、任意过程D. 任意气体、定比热容、闭口系统、可逆过程7. 湿空气加热，从状态1变化到状态2，其相对湿度（C）A． B. C. D.8. 某理想气体自状态1经历可逆多变过程到达状态2，其温度下降、熵增大，则气体（B）A. 压力升高、比体积增大、对外做正功、多变指数n为正；B. 压力降低、比体积增大、对外做正功、多变指数n为正；C. 压力降低、比体积减小、对外做负功、多变指数n为正；；D. 压力升高、比体积减小、对外做负功、多变指数n为负；9. 未饱和湿空气是指（A）A. 湿空气中水蒸气的分压力小于与干球温度相对应的水蒸气饱和压力的空气；B. 湿空气中水蒸气的分压力小于与湿球温度相对应的水蒸气饱和压力的空气；C. 湿空气的压力达到与干球温度相对应的水蒸气饱和压力的空气；D. 湿空气的压力小于与湿球温度相对应的水蒸气饱和压力的空气。
工程热力学 第五章 思考题
工程热力学第五章思考题工程热力学第五章思考题 5-1 热力学第二定律的下列说法能否成立 1功量可以转换成热量但热量不能转换成功量。
答违反热力学第一定律。
功量可以转换成热量热量不能自发转换成功量。
热力学第二定律的开尔文叙述强调的是循环的热机但对于可逆定温过程所吸收的热量可以全部转换为功量与此同时自身状态也发生了变化。
从自发过程是单向发生的经验事实出发补充说明热不能自发转化为功。
2自发过程是不可逆的但非自发过程是可逆的。
答自发过程是不可逆的但非自发过程不一定是可逆的。
可逆过程的物理意义是一个热力过程进行完了以后如能使热力系沿相同路径逆行而回复至原态且相互作用中所涉及到的外界也回复到原态而不留下任何痕迹则此过程称为可逆过程。
自发过程是不可逆的既不违反热力学第一定律也不违反第二定律。
根据孤立系统熵增原理可逆过程只是理想化极限的概念。
所以非自发过程是可逆的是一种错误的理解。
3从任何具有一定温度的热源取热都能进行热变功的循环。
答违反普朗克-开尔文说法。
从具有一定温度的热源取热才可能进行热变功的循环。
5-2 下列说法是否正确 1系统熵增大的过程必须是不可逆过程。
答系统熵增大的过程不一定是不可逆过程。
只有孤立系统熵增大的过程必是不可逆的过程。
根据孤立系统熵增原理非自发过程发生必有自发补偿过程伴随由自发过程引起的熵增大补偿非自发过程的熵减小总的效果必须使孤立系统上增大或保持。
可逆过程只是理想化极限的概念。
2系统熵减小的过程无法进行。
答系统熵减小的过程可以进行比如系统的理想气体的可逆定温压缩过程系统对外放热熵减小。
3系统熵不变的过程必须是绝热过程。
答可逆绝热过程就是系统熵不变的过程但系统熵不变的过程可能由于熵减恰等于各种原因造成的熵增不一定是可逆绝热过程。
4系统熵增大的过程必然是吸热过程它可能是放热过程吗答因为反应放热所以体系的焓一定减小。
但体系的熵不一定增大因为只要体系和环境的总熵增大反映就能自发进行。
工程热力学思考题及答案
工程热力学思考题及答案第一章基本概念1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？答：不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。
2.有人认为，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是绝热系。
对不对，为什么？答：这种说法是不对的。
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的交换就是绝热系。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系？答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是它们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.假如容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式p = p b+p e(p >p b)，p v=p b−p (p b<p)中，当地大气压是否必定是环境大气压？答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.温度计测温的基本原理是什么？答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.经验温标的缺点是什么？为什么？答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.促使系统状态变化的原因是什么？答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化。
8.(1)将容器分成两部分，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板。
热力学中的熵增定理
热力学中的熵增定理热力学是一门研究能量转化和传递的学科，而熵增定理则是这个学科中一个重要的理论基石。
熵增定理描述了一个封闭系统在孤立过程中熵的变化，它提供了对热力学过程进行定量描述的工具。
熵是描述系统混乱程度和无序度的物理量，它是热力学中一个重要的概念。
熵增定理指出，一个孤立系统的熵在不可逆过程中总是增加的，而在可逆过程中则保持不变。
这可以用来解释为什么自然界中的过程总是朝向更大的熵的方向发展。
要理解熵增定理，我们首先需要了解系统的内部和外部。
系统是我们研究的对象，它可以是任何热力学感兴趣的物质或物体，比如一个闭合容器中的气体。
系统内部的能量和粒子数量可以发生变化，而系统外部则是指与系统相互作用的环境。
孤立系统是指没有与环境发生任何交换的系统。
熵增定理的核心概念是熵的增加。
熵是描述系统混乱和无序度的物理量，可以理解为系统的无序程度。
一个有序的系统具有低熵值，而一个无序的系统则具有高熵值。
而熵增定理则描述了系统熵值增加的趋势。
假设我们有一个孤立系统，它的初始状态和末态的熵分别为S1和S2。
熵增定理告诉我们，在不可逆过程中，系统的熵增量ΔS不会为零，而是大于零。
这意味着随着时间的推移，系统的无序度将不可避免地增加。
这个定理的相关理论基础是统计热力学中的微观状态数。
为什么熵会增加呢？这是因为孤立系统内部的微观状态数随着时间的推移不断增加。
微观状态数是描述系统中粒子的运动方式的数量，它与系统的熵成正比。
在不可逆过程中，系统内部的微观状态数逐渐增加，从而导致系统的熵增加。
熵增定理的重要性在于它对自然界中的各种过程有着广泛的应用。
无论是化学反应、物质的相变，还是宇宙的演化过程，都可以通过熵增定理得到解释。
它帮助我们理解为什么自然界中的过程总是趋向于无序而不是有序。
尽管熵增定理在热力学中起着重要的作用，但它也有一些限制。
首先，熵增定理只适用于孤立系统，而在实际情况下我们很难找到真正的孤立系统。
其次，熵增定理只描述了系统在不可逆过程中的行为，对于可逆过程则无法提供定量描述。
王修彦版课后简答题答案(1)
第一章1.什么是热力系统？闭口系统与开口系统的区别在哪里？人为的分割开来作为热力学研究的对象称为热力系统。
闭口系统：与外界无物质的交换开口系统：与外界有物质的交换2.表压力(或真空度)与绝对压力有何区别与联系？为什么表压力或真空度不能作为状态参数？)( )( b v b b e b P P P P P P P P P P <-=>+=；因为表压力或真空度与当地大气压有关，因此不能作为状态参数。
3.状态参数有哪些特性？4.平衡和稳定有什么区别？平衡和均匀有什么区别？“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。
均匀则是指热力系统所处空间各处的宏观性质相同。
5.工质经历一不可逆过程后，能否恢复至初态？能，但是不可逆过程中与工质发生相互作用的外界不可能恢复到初态。
6..使系统实现可逆过程的条件是什么？无耗散的准静态过程7.实际上可逆过程是不存在的，那么为什么还要研究可逆过程呢？首先，可逆过程使问题简化，便于抓住主要矛盾其次，提供了一个标杆，虽然不能达到，但是提供了一个奋斗目标最后，对理想可逆过程进行修正即可得到实际结果。
8.为什么说Δs 的正负可以表示吸热还是放热？温度的变化ΔT 不可以吗？qs T δ∆=，因此熵的变化可以吸热还是放热。
温度的变化与过程吸热还是放热无必然联系。
9.气体膨胀一定对外做功吗？不一定。
自由膨胀。
10.“工质吸热温度升高，放热温度降低”这种说法对吗？不对，同第八题。
11.经过一个不可逆循环后，工质又恢复到起点状态，那么它的不可逆性表现在什么地方？系统完成一个循环后接着又完成其逆向循环时，无论循环可逆与否，系统的状态都不会有什么变化。
根据可逆的概念，当系统完成可逆过程（包括循环）后接着又完成其逆向过程时，与之发生相互作用的外界也应一一回复到原来的状态，不遗留下任何变化；若循环中存在着不可逆因素，系统完成的是不可逆循环时，虽然系统回复到原来状态，但在外界一定会遗留下某种永远无法复原的变化。
王修彦版课后简答题答案(1)
第一章1.什么是热力系统？闭口系统与开口系统的区别在哪里？人为的分割开来作为热力学研究的对象称为热力系统。
闭口系统：与外界无物质的交换开口系统：与外界有物质的交换2.表压力(或真空度)与绝对压力有何区别与联系？为什么表压力或真空度不能作为状态参数？)( )( b v b b e b P P P P P P P P P P <-=>+=；因为表压力或真空度与当地大气压有关，因此不能作为状态参数。
3.状态参数有哪些特性？4.平衡和稳定有什么区别？平衡和均匀有什么区别？“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。
均匀则是指热力系统所处空间各处的宏观性质相同。
5.工质经历一不可逆过程后，能否恢复至初态？能，但是不可逆过程中与工质发生相互作用的外界不可能恢复到初态。
6..使系统实现可逆过程的条件是什么？无耗散的准静态过程7.实际上可逆过程是不存在的，那么为什么还要研究可逆过程呢？首先，可逆过程使问题简化，便于抓住主要矛盾其次，提供了一个标杆，虽然不能达到，但是提供了一个奋斗目标最后，对理想可逆过程进行修正即可得到实际结果。
8.为什么说Δs 的正负可以表示吸热还是放热？温度的变化ΔT 不可以吗？qs T δ∆=，因此熵的变化可以吸热还是放热。
温度的变化与过程吸热还是放热无必然联系。
9.气体膨胀一定对外做功吗？不一定。
自由膨胀。
10.“工质吸热温度升高，放热温度降低”这种说法对吗？不对，同第八题。
11.经过一个不可逆循环后，工质又恢复到起点状态，那么它的不可逆性表现在什么地方？系统完成一个循环后接着又完成其逆向循环时，无论循环可逆与否，系统的状态都不会有什么变化。
根据可逆的概念，当系统完成可逆过程（包括循环）后接着又完成其逆向过程时，与之发生相互作用的外界也应一一回复到原来的状态，不遗留下任何变化；若循环中存在着不可逆因素，系统完成的是不可逆循环时，虽然系统回复到原来状态，但在外界一定会遗留下某种永远无法复原的变化。
智慧树答案工程热力学(南华大学)知到课后答案章节测试2022年
第一章1.在p-v图上，任意一个正向循环其答案:膨胀功大于压缩功2.在T-s图上，任意一个逆向循环其答案:吸热小于放热3.过一个不可逆循环，工质不能恢复原来状态答案:这种说法是错误的4.测定容器中气体压力的压力表读数发生变化，一定是答案:A，B或C5.若已知工质的表压力Pg=0.07MPa，环境压力B=0.1MPa。
则工质的绝对压力为答案:0.17MPa6.温度是描述热力平衡系统做功能力的物理量。
答案:错7.闭口绝热系统就是孤立系统。
答案:错8.平衡状态就是宏观性质不随时间变化的状态。
答案:错9.准静态过程就是可逆过程。
答案:错10.可逆过程一定是工质能回复到初态的过程。
答案:错第二章1.系统处于平衡状态时___________。
答案:绝对压力不变2.不计恒力场作用，平衡态单相系统内各点的状态参数，如密度__________。
答案:必定是均匀一致的3.气体常数的值为8413J/(kg·K)。
答案:错4.工质的比热容为定值。
答案:错5.理想气体是实际气体的比容趋向于零，压力趋向于无穷大时极限状态的气体。
答案:错6.气体常数R与气体种类和状态均无关。
答案:错7.理想气体经历一个可逆过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换。
答案:错8.给理想气体加热，其内能总是增加的。
答案:错9.范德瓦尔方程从压力和温度两个方面对理想气体状态方程进行了修正。
答案:错10.绝热过程，比热容为无穷大。
答案:错第三章1.稳流系统功的计算式wt=h1-h2适用于答案:可逆与不可逆的绝热过程2.焓是状态参数，对于（），其没有物理意义。
答案:闭口系统3.功不是状态参数，内能与推动（流动）功之和（）答案:是状态参数4.理想气体等温压缩过程，其焓变化量（）答案:为零5.式δq=dh适用于（）答案:任意工质定压可逆过程6.给理想气体加热，其内能不会增加的。
答案:错7.某工质在过程中热力学能增加15kJ，对外界作功15kJ，则此过程中工质与外界交换热量Q为0kJ。
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熵增加的过程必为不可逆过程。
正确错误
因为熵只增不减，故熵减少的过程是不可能实现的正确错误
只要设计得当，总可以找到那么一款热机，使得其热效率为 1 正
确错误
根据卡诺循环的热效率计算式，可知当高温热源与低温热源之间温度相等时，其热效率为——。
这表明卡诺循环与热力学第二定律的——说法是一致的。
零开尔文
热力学第二定律可表述为：不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响。
这是——的说法开尔文
孤立系统做功能力的损失可用环境温度与——的乘积来计算系统熵增
当工质在给定的高温热源与低温热源之间进行可逆循环时，工质从高温热源吸热
Q1中，最大限度地转换为可用功的那一部分热能，称为在给定热源条件下的——。
做功能力
孤立系统内进行可逆过程时，则其熵不变；而如进行不可逆过程，则熵必定增加。
不论发生什么，孤立系统的熵均不会减少。
正确错误
孤立系统的熵会一直增加。
正确错误
熵产只能大于等于零，不能少于零正确错误
熵流只能大于等于零，不能少于零正确错误
由于系统内的不可逆因素导致功的损失所引起的熵的变化，称之为——熵产
系统与外界发生热交换时而引起熵的变化量，称之为——熵流
表征工质热运动混乱程度的状态参数是——熵
在相同温度的高温热源与相同温度的低温热源之间工作的一切不可逆循环，其热
效率必小于可逆循环。
正确错误
在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效
率都相等，与采用哪一种工质有关。
正确错误
提高高温热源问题，降低低温热源温度，可以提高卡诺循环的热效率正
确错误
某一多变过程，如果其多变指数为无穷大，则该过程为——过程定容
选择不同的热力过程对相同物量的物体进行压缩，使其体积为原来的1/2，则定
熵过程放热最小，但耗功最多。
正确错误
选择不同的热力过程对相同物量的物体进行压缩，使其体积为原来的1/2，则定
温过程放热最多。
正确错误
选择不同的热力过程对相同物量的物体进行压缩，使其体积为原来的1/2，则定
温过程耗功最多。
正确错误
某一多变过程，如果其多变指数为无穷大，则该过程为——过程定容
某一多变过程确定为定熵过程，则其多变指数等于——。
K
某一多变过程，如果其多变指数等于1，则该过程为——过程定温
某一多变过程，如果其多变指数等于0，则该过程为——过程定压
在多变过程中，工质对外所做的技术功为膨胀功的——倍 n
在绝热过程中，工质对外所做的技术功为膨胀功的——倍 k
在P-V图上，绝热过程线比定温过程线要——陡
在T-S图上，定容线比定压线要——陡
工质在绝热流动过程中对外所做的技术功等于工质——的减少；外界对工质所做的技术功则等于工质——的增加。
焓焓
绝热过程中，工质对外膨胀做功时，消耗工质内能，反之，外界对工质做压缩功时，则全部用以增加工质的内能。
对
在定温过程中，加给理想气体的热量全部转变为对外的膨胀功；反之，在压缩时，外界所消耗的功，全部转变为热，并全部对外放出。
对
定压比热与定容比热之比，称之为——；用符号——表示比热比 k
理想气体的定压千摩尔比热减去定容千摩尔比热，所得值为一固定值。
对
理想气体的定压比热减定容比热的数值是一个固定值。
错
气体的定压比热比定容比热的数值要大对
工质的比热在任何情况下均是一个定值错
千摩尔比热等于质量比热乘以工质的——分子量
千摩尔比热等于容积比热乘以—— 22.4
单位物量物体的热容量称为该物体的比热容量，简称为——比热
一物体温度升高1k所需的热量，称为该物体的——热容量
接近液态的气体称之为——实际气体
远离液态的气体称之为——理想气体
工程中判断气体为实际气体还是理想气体的唯一标准是看气体是否接近或远离——液态
理想气体的焓是——的单值函数温度
理想气体的内能是——的单值函数温度
在工程热力学中，分子本身体积及分子间相互作用力都可以忽略不计，完全实现了弹性碰撞的那样一种气体，称之为——理想气体
在工程热力学中，实际存在的一切气体称之为——实际气体
如果熵不发生改变，则系统不可能从外界吸热或者放热。
对
喷管中气体动能的增加是由气体进出口的焓降转换而来的。
对
内能为一个状态参数，它是温度与比容的函数。
对
对刚性容器内的水加热，使其在恒温下蒸发，这是一个不可逆过程。
错
对刚性容器内的水做功，使其在恒温下蒸发，这是一个可逆过程。
错
单位工质流经热交换器时，其在热交换器中吸入的热量等于其——焓的增量
用焓表示的热力学第一定律解析式又称之为热力学第一定律的第——解析式二。