工程熱力學(xué)-第五章熱力學(xué)第二定律之實(shí)質(zhì)與表述課件

1、第五章 熱力學(xué)第二定律之實(shí)質(zhì)與表述第五章 熱力學(xué)第二定律之實(shí)質(zhì)與表述03.02.01.問(wèn)題的引出經(jīng)典表述表述的等效性證明CONTENTS04.總結(jié)03.02.01.問(wèn)題的引出經(jīng)典表述表述的等效性證明CONT問(wèn)題的引出01.問(wèn)題的引出01.自發(fā)過(guò)程的方向性只要Q不大于Q，并不違反第一定律QQ?01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。自發(fā)過(guò)程的方向性只要Q不大于Q，并不違反第一定律QQ?0歸納：1）自發(fā)過(guò)程有方向性； 2）自發(fā)過(guò)程的反方向過(guò)程并非不可進(jìn)行，而是 要有附加條件； 3）并非所有不違反第一定律的過(guò)程均可進(jìn)行。能量轉(zhuǎn)換方向性的實(shí)質(zhì)是

2、能質(zhì)有差異無(wú)限可轉(zhuǎn)換能機(jī)械能，電能部分可轉(zhuǎn)換能熱能不可轉(zhuǎn)換能環(huán)境介質(zhì)的熱力學(xué)能01歸納：1）自發(fā)過(guò)程有方向性；能量轉(zhuǎn)換方向性的無(wú)限可轉(zhuǎn)換能機(jī) 能質(zhì)降低的過(guò)程可自發(fā)進(jìn)行，反之需一定條件補(bǔ)償過(guò)程，其總效果是總體能質(zhì)降低。代價(jià)代價(jià)01 能質(zhì)降低的過(guò)程可自發(fā)進(jìn)行，反之需一定條件補(bǔ)經(jīng)典表述02.經(jīng)典表述02.第二定律的兩種典型表述開爾文-普朗克敘述不可能制造循環(huán)熱機(jī)，只從一個(gè)熱源吸熱，將之全部轉(zhuǎn)化為功，而不在外界留下任何影響。02克勞修斯敘述熱量不可能自發(fā)地不花代價(jià)地從低溫物體傳向高溫物體。第二定律的兩種典型表述開爾文-普朗克敘述不可能制造循環(huán)熱表述的等效性證明03.表述的等效性證明03.理想氣體可逆等

3、溫膨脹環(huán)境一個(gè)熱源?吸收熱量全部轉(zhuǎn)變成功?例T1 失去Q1 Q2T2 無(wú)得失熱機(jī)凈輸出功Wnet= Q1 Q2第二定律各種表述的等效性03理想氣體可逆等溫膨脹環(huán)境一個(gè)熱源?吸收熱量全部轉(zhuǎn)變成功?例T試證明等熵線與同一條等溫線不可能有兩個(gè)交點(diǎn)。 證明： 令工質(zhì)從 A 經(jīng)等溫線到 B ，再經(jīng)等熵過(guò)程返回 A ，完成循環(huán)。此循環(huán)中工質(zhì)在等溫過(guò)程中從單一熱源吸熱，并將之轉(zhuǎn)換為循環(huán)凈功輸出。這是違反熱力學(xué)第二定律的，故原假設(shè)不可能成立。設(shè)等熵線 S 與同一條等溫線T 有兩個(gè)交點(diǎn) A 和 B 。03試證明等熵線與同一條等溫線不可能有兩個(gè)交點(diǎn)。 證明： 令工總結(jié)04.總結(jié)04.總結(jié)自發(fā)過(guò)程具有方向性方向性的實(shí)質(zhì)：能質(zhì)有差異熱力學(xué)第二定律開爾文-普朗克敘述克勞修斯敘述熱功轉(zhuǎn)換熱量傳遞轉(zhuǎn)換的限度與條件0