章节导读
第四章 热力学第二定律
热力学第一定律告诉我们能量守恒，但没有指明过程的方向．热力学第二定律正是回答 "哪些过程能自发发生、哪些不能" 的核心定律．本章从多种等价表述出发，逐步引入卡诺定理、克劳修斯不等式、熵的概念，最后讨论热平衡与自由能．
学习目标
读完这一章后，你应该能够：
- 陈述热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述，并理解两种表述的等价性
- 用反证法证明卡诺定理，理解其物理意义和推论
- 从卡诺定理出发理解热力学温标的定义，以及它与理想气体温标的关系
- 利用卡诺定理判断热机效率是否合理
- 推导克拉珀龙方程，并用其解释水的相图特征和溜冰等现象
- 理解克劳修斯不等式的推导，以及熵作为态函数的定义
- 计算理想气体在各种过程中的熵变
- 理解熵增原理及其物理意义
- 理解亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能的定义及其作为过程方向判据的作用
本章建议阅读顺序
使用这一章的方式
- 如果你刚开始学热力学第二定律，建议严格按上面的顺序读．
- 如果你已经熟悉卡诺定理，可以重点关注后两页，把熵和自由能连起来看．
- 如果你关心热机效率与可逆性，第 1、2 页是这一章的重点．
- 如果你关心自发过程的判据，第 3、4 页是这一章的重点．
学习衔接
- 建议先读：热力学第一定律
- 读完本章后可以继续阅读：
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本页面贡献者：Leafuke, Physics Learning Wiki
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