工程熱力學(xué)課件05

1、第5章 熱力學(xué)第二定律第5章 熱力學(xué)第二定律什么是自發(fā)過程只要只要QQ不大于不大于Q Q，B B向向A A傳熱并不違反第一定律傳熱并不違反第一定律QQ?自發(fā)過程的方向性重物下落，水溫升高水溫下降，重物升高？ 只要重物位能增加小于等于水降內(nèi)能減少，不違反第一定律。電流通過電阻，產(chǎn)生熱量。對電阻加熱，電阻內(nèi)產(chǎn)生反向電流？ 只要電能不大于加入熱能，不違反第一定律。自發(fā)過程的方向性自發(fā)過程的特點第5章 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律的表述熱機的熱效率最大能達到多少？熱機的熱效率最大能達到多少？又與哪些因素有關(guān)？又與哪些因素有關(guān)？t 100不可能t =100不可能熱一律與熱二律第5章 熱力學(xué)第二定律卡諾循

2、環(huán)的定義卡諾循環(huán)的定義21絕熱壓縮是是兩兩個熱源的個熱源的可逆可逆循環(huán)循環(huán)32等溫吸熱43絕熱膨脹14等溫放熱卡諾循環(huán)示意圖卡諾循環(huán)熱效率2C11qq t1wq122111qqqqq 2212121111TssTT ssT 關(guān)于卡諾循環(huán)熱效率2C12TTT1C12TTT 逆向卡諾循環(huán)例題%97777. 915.26315.29315.293011/TTTC 某項專利申請書上提出一種熱機，它從167的熱源接受熱量，向7冷源排熱，熱機每接受1000kJ熱量，能發(fā)出0.12kWh的電力。 請判定專利局是否應(yīng)受理其申請，為什么？解：從申請是否違反自然界普遍規(guī)律著手kJQkJWnet1000432360

3、012. 01故不違反熱力學(xué)第一定律根據(jù)卡諾定理，在同溫限的兩個恒溫熱源之間工作的熱機，以可逆機效率最高例題例題364. 016715.273715.27311,hLctTT1max,max,QWnettct違反熱力學(xué)第二定律，所以不可能kJPkJQWctnet4323641000364. 01,max,0,14320.4321000tt cWQ或概括性卡諾循環(huán)概括性卡諾循環(huán)概括性卡諾循環(huán)熱效率222111111abtdcTsqTqT sT 卡諾定理12RRWW22QQ22QQ12RRWW卡諾定理的證明第5章 熱力學(xué)第二定律熵參數(shù)的導(dǎo)出熵參數(shù)的導(dǎo)出121211TTqqC1212qqTT2q熵參

4、數(shù)的導(dǎo)出0qT121 22 1120ABqqTTTqrevTqdsrevQdST克勞修斯不等式 221111QTQT 2121QQTT12120QQTTQ克勞修斯不等式12120QQTT0QT0QT 不可逆過程熵的變化0QT122 1bQSST211 2aQSST211 2aQSST1 22 10abQQTT121 2()0aQSSTdQSTgfgddddQSSSSTfdQST不可逆過程熵的變化fgdddSSSfgSSS pVcccddQmc TSTT21lnTSmcTc=const關(guān)于狀態(tài)參數(shù)熵多熱源可逆循環(huán)及平均吸（放）熱溫度2211dmqT sTss2121dmT sTss2)221TT

5、Tm多熱源可逆循環(huán)及平均吸（放）熱溫度可逆循環(huán)e-h-g-l-e的熱效率為ehgnmegnmeqqt面積面積lg1112另一個工作在T1=Th，T2=Tl下的卡諾循環(huán)A-B-C-D-A，其熱效率為ABnmADCnmDqqC面積面積1112Ct與相同溫限之間的卡諾循環(huán)相比，顯然，故。11TT 22TT 第5章 熱力學(xué)第二定律孤立系統(tǒng)熵增原理isofgdsdsds0fds 0gds 0isogdsds可逆，可逆，“=”=” 不可逆不可逆“” 孤立系統(tǒng)熵增原理：孤立系內(nèi)一切過程均使孤立系統(tǒng)熵增原理：孤立系內(nèi)一切過程均使孤立系統(tǒng)熵增加，其極限孤立系統(tǒng)熵增加，其極限 一切過程均可一切過程均可逆時系統(tǒng)熵保

6、持不變逆時系統(tǒng)熵保持不變3）一切實際過程都不可逆，所以可根據(jù)熵增原理判別過程進行的方向；1）孤立系統(tǒng)熵增原理Siso=Sg 0，可作為第二定律的又一數(shù)學(xué)表達式，而且是更基本的一種表達式； 2）孤立系統(tǒng)的熵增原理可推廣到閉口絕熱系； 4）孤立系統(tǒng)中一切過程均不改變其總內(nèi)部儲能，即任意過程中能量守恒。但各種不可逆過程均可造成機械能損失，而任何不可逆過程均是Siso0，所以熵可反映某種物質(zhì)的共同屬性。孤立系統(tǒng)熵增原理作功能力損失作功能力損失設(shè)環(huán)境溫度為T0，今有一體系，在只有環(huán)境參與的情況下從給定的初態(tài)1不可逆地變到終態(tài)2，為了確定不可逆過程的作功能力損失，設(shè)想存在一可逆過程分別具有相同的初態(tài)和終態(tài)， IRWWI0WQU00RIRIIWWQQ000RRQSST 000IIQST000000000TQQTQTQTQSSIRIRIgisogSTSTI00第5章 熱力學(xué)第二定律（Ex）（An）（Ex+An）三種不同品質(zhì)的能量火用和火無的定義nxAEE熱流火用0 x,1QTeqT0 x,1QTeqT0穩(wěn)定流動工質(zhì)的火用（焓火用）,max,0ss A as awww, s A aawhh,000s aaawhhq00000aaqTssTss穩(wěn)定流動工質(zhì)的火用（焓火用