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热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 1 第一章第一章 讲解演示讲解演示 CAI 单元单元 1.1 基本概念基本概念 热力学第二定律热力学第二定律：开尔文说法：只冷却一个热源而连续不断作功的循环发动机是 造不成功的；克劳修斯说法：热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到 高温物体。 第二类永动机第二类永动机：从单一热源取得热量，并使之完全转变为机械能而不引起其他变 化的循环发动机，称为第二类永动机。 孤立系统孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 孤立系统熵增原理孤立系统熵增原理：若孤立系统所有部分的内部以及彼此间的作用都经历可逆变 化，则孤立系的总熵保持不变；若在任一部分内发生不可逆过程或各部分间 的相互作用伴有不可逆性，则其总熵必定增加。 定熵过程定熵过程：系统与外界没有热量交换情况下所进行的可逆热力过程，称为定熵过 程。 可逆过程可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态， 这样的过程称为可逆过程。 热机循环热机循环：若循环的结果是工质将外界的热能在一定条件下连续不断地转变为机 械能，则此循环称为热机循环。 制冷制冷：对物体进行冷却，使其温度低于周围环境温度，并维持这个低温称为制冷。 制冷机制冷机：从低温冷藏室吸取热量排向大气所用的机械称为制冷机。 热泵热泵：将从低温热源吸取的热量传送至高温暖室所用的机械装置称为热泵。 理想热机理想热机：热机内发生的一切热力过程都是可逆过程，则该热机称为理想热机。 卡诺循环卡诺循环：在两个恒温热源间，由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成的 循环，称为卡诺循环。 卡诺定理卡诺定理：在两个不同温度的恒温热源间工作的所有热机，以可逆机的热效率为 最高。 自由膨胀自由膨胀：气体向没有阻力空间的膨胀过程，称为自由膨胀过程。 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 2 不可逆作功能力损失不可逆作功能力损失：不可逆过程作功能力损失等于环境温度与孤立系统熵增的乘 积。 作功能力作功能力：作功能力是指从某状态的热源中吸取一定量的热量或对于一定状态的 闭口系统工质或开口系统流动工质，可逆地过度到环境状态所能转换最大有 用功。 1.2 公式及适用条件公式及适用条件 熵的定义式熵的定义式： J/kg K 2 1T q s 工质熵变计算工质熵变计算： ， 12 sss 0ds 工质熵变是指工质从某一平衡状态变化到另一平衡状态熵的差值。因为熵是 状态参数，两状态间的熵差对于任何过程，可逆还是不可逆都相等。 1 1 2 1 2 lnln v v R T T cs v 理想气体、已知初、终态 T、v 值求 S。 2 1 2 1 2 lnln P P R T T cs P 理想气体已知初、终态 T、P 值求 S。 3 1 2 1 2 lnln P P c v v cs vP 理想气体、已知初、终态 P、v 值求 S。 4固体及液体的熵变计算： 1 2 ln, T T mcs T mcdT ds 5热源熵变： T Q s 克劳修斯不等式克劳修斯不等式：0 r T Q 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 3 任何循环的克劳修斯积分永远小于零，可逆过程时等于零。 孤立系统熵增计算孤立系统熵增计算 1以闭口系统与相关外界构成的孤立系统熵增计算： n i iisosursysiso sssss 1 或 式中：Ssys系统熵变； Ssur环境熵变； SI某子系统熵变。 2以开口系统与相关外界构成的孤立系统熵增计算： 由于开口系统与外界有物质交换，则孤立系统熵增还应包括质流熵变。 1122 smsmsss sursysiso 式中：m2s2工质流出系统的熵； m1s1工质流入系统的熵。 不可逆作功能力损失不可逆作功能力损失： 一切实际过程都是不可逆过程，都有作功能力损失，其计算式为： ISO STW 0 式中：T0环境温度； SISO孤立系统熵增。 熵方程熵方程: 1闭口系统的熵方程： gf dsdsds 式中：系统与外界之间由传热引起的熵流。 f ds 由不可逆引起的熵的增加，称为熵产。 g ds 2开口系统的熵方程： outoutiningfvc msmsdsdsds , 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 4 1.3 例题讲解例题讲解 例 1空气从 P1=0.1MPa，t1=20，经绝热压缩至 P2=0.42MPa，t2=200。求：压缩 过程工质熵变。 （设比热为定值） 。 解： 12 kkgkJRCP/005 . 1 287 . 0 2 7 2 7 kkgkJ P P R T T CS P /069 . 0 1 . 0 42 . 0 ln287 . 0 293 473 ln005 . 1 lnln 1 2 1 2 12 如按路径 122 计算熵变： 可逆绝热过程： 例 2刚性容器中贮有空气 2kg，初态参数 P1=0.1MPa，T1=293K，内装搅拌器，输入 轴功率 WS=0.2kW，而通过容器壁向环境放热速率为。kWQ1 . 0 . 求：工作 1 小时后孤立系统熵增。 解：取刚性容器中空气为系统，能量方程： 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 5 经 1 小时：UQWs K mC QW TT TTmCQW v v s 544 7175. 02 1 . 02 . 03600 293 3600 36003600 12 12 定容过程： 1 2 1 2 T T P P MPa T T PP186 . 0 293 544 1 . 0 1 2 12 取以上系统及相关外界构成孤立系统： sursysiso SSS KkJ T Q Ssur/2287 . 1 293 1 . 03600 0 KkJSiso/12 . 2 2287 . 1 8906 . 0 例 3压气机空气由 P1=100kPa，T1=400K，定温压缩到终态 P2=1000kPa，过程中实际 消耗功比可逆定温压缩消耗轴功多 25%。设环境温度为 T0=300K。 求：压缩每 kg 气体的总熵变。 解：取压气机为控制体。 按可逆定温压缩消耗轴功： kgkJ P P RT v v RTWSO / 3 . 264 1000 100 ln400287 . 0 lnln 2 1 1 2 实际消耗轴功： kgkJWS/ 4 . 330 3 . 26425 . 1 能量方程，忽略动能、位能变化： 21 hqhWS 理想气体定温过程：h1=h2 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 6 故：kgkJWq S / 4 . 330 孤立系统熵增： sursysiso SSS 稳态稳流：0 sys S kkgkJ T q P P R T q SSSsur /44 . 0 300 4 . 330 1000 100 ln287 . 0 ln 02 1 0 12 例 4已知状态 P1=0.2MPa，t1=27的空气，向真空容器作绝热自由膨胀，终态压力 为 P2=0.1MPa。求：作功能力损失。 （设环境温度为 T0=300K） 解：取整个容器（包括真空容器）为系统。 由能量方程得知： ， 21 UU TTT 21 绝热过程、环境熵变 kkgkJ P P R P P R P P R T T CS Psys /199 . 0 1 . 0 2 . 0 ln287 . 0 ln ln0lnln 2 1 1 2 1 2 1 2 kgkJSTW iso /13244. 0300 0 1.4 分析思考题分析思考题 1 某热力系统经历一熵增的可逆过程，问该热力系统能否经一绝热过程回复到初态。 答案：不可能，因为热力系统经历一熵增过程后，要使热力系回复到原态，热力系 必须经历一相反的过程，即熵减的过程，而绝热过程是熵变大于或等于零的过程，所 以热力系经一绝热过程无法回复到初态。 热力学第二定律能否表示为：热力学第二定律能否表示为：“功可以完全变为热而热不能完全变为功功可以完全变为热而热不能完全变为功” ，这种说法有何，这种说法有何 不妥？不妥？ 答案：热力学第二定律是阐述热力过程方向性的定律，在表述热功相互转换规律时， 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 7 热力学第二定律指出：功可以无条件地百分之百地转换为热，而热却不能无条件地、 百分之百的转换为功，所以不能简单地说功可以完全变为热，而热不能完全变为功。 有人说：有人说：“自发过程是不可逆过程，则非自发过程就是可逆过程自发过程是不可逆过程，则非自发过程就是可逆过程”这种说法对吗？这种说法对吗？ 答案：不对，因为过程是否可逆在于过程进行中是否存在不可逆因素，而与过程是 否自发与非自发并无直接关系。若过程中并无任何不可逆因素存在，则过程是可逆过 程，否则就是不可逆过程，自发过程是不可逆过程，但非自发过程可以是可逆的，也 可以是不可逆的过程。 若工质经历一可逆过程和一不可逆过程，均从同一初始状态出发，且两过程中工质的吸热若工质经历一可逆过程和一不可逆过程，均从同一初始状态出发，且两过程中工质的吸热 量相同，问工质终态的熵是否相同？量相同，问工质终态的熵是否相同？ 答案：不相同，两过程吸热量相同，则因为传热引起的熵流相同，而不可逆过程还 因为过程的不可逆性伴随有熵产的产生，因为两过程从同一初始状态出发，初始状态 熵相同，所以这两过程工质终态的熵不相同，不可逆过程终态的熵大于可逆过程终态 的熵。 2 绝热过程是否一定是定熵过程？定熵过程是否一定满足 PvK=定值的方程？ 答案：绝热过程不一定是定熵过程，绝热过程中系统和外界没有热量交换，这个过 程可以是可逆的，也可是不可逆的，只是可逆绝热过程才是定熵过程，而不可逆绝热 过程是熵增过程。对于理想气体的定熵过程一定满足 PvK=定值的方程，而不可逆绝热 过程不满足此方程式。 3工质经历一个不可逆循环能否回复到初态？ 答案：能。循环是指工质从某一状态点出发，经过一连串的热力过程又回复到原状 态点的所有热力过程的组合，既然是一个循环，就一定能回复到原状态，与组成循环 的过程是否可逆没有关系。 4第二类永动机与第一类永动机有何不同？ 答案：第二类永动机指从单一热源取得热量并使之完全转变为机械功的循环发动机； 而第一类永动机是指不消耗任何能量而连续不断作功的循环发动机，第一类永动机违 反了热力学第一定律，第二类永动机违反了热力学第二定律。 8用孤立系统熵增原理证明热量从高温物体传向低温物体的过程是不可逆过程。 热量 Q 自高温的恒温物体 T1传向低温的恒温物体 T2。 孤立系统由物体 T1和 T2组成，则 1221 11 21 TT Q T Q T Q SSS TTiso 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 8 因为 T2T1,所以，那么。热量自高温物体传给低温物体的0 11 12 TT 0 iso S 过程是不可逆过程。 9 “循环功越大，则热效率越高” ；“可逆循环热效率都相等” ；“不可逆循环效率一 定小于可逆循环效率” 。这些结论是否正确？为什么？ 答案：这些结论不正确，热效率等于循环功与由高温热源吸收热量的比值，并不 能简单地说循环功越大，热效率越高；卡诺定理有两个推论：在两个不同温度的恒温 热源间工作的一切可逆热机，具有相同的热效率，且与工质的性质无关；在两个不同 温度的恒温热源间工作的任何不可逆热机，其热效率总小于这两个热源间工作的可逆 热机的热效率。题目所述没有提到可逆机与不可逆机是否工作在同温的冷源和热源之 间，所以不正确。 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 9 第二章第二章 自测练习自测练习 CAI 单元单元 2.1 是非题是非题 2.1.1 初级初级 1不可逆过程无法在 TS 图上表示，因此无法计算其熵的变化。 “错”答案：熵是 一状态参数，只和热力过程的初、终态有关，而与所进行热力过程无关。 2系统熵减少的过程，必须是放热过程。 “对” 答案：系统熵变化包括熵流和熵产两部分，因为熵产不可能小于零，所以要想实 现系统熵减少的过程必须是放热过程。 3两种状态相同的不同气体，在闭口系统中进行绝热混合，则混合过程中熵的变化为零。两种状态相同的不同气体，在闭口系统中进行绝热混合，则混合过程中熵的变化为零。 “错错” 4工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的。 “对” 答案：因为熵是一状态参数，只与初、终态有关，而与热力过程无关。 5功量可以转换成热量，但热量不能转换成功量。 “错” 答案：按照热力学第二定律，功量品质高于热量，所以功量可以全部转换成热量， 但热量不能全部转换成功量。 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 10 6孤立系统的熵和能量都是守恒的。 “错” 答案：按照热力学第一定律孤立系统的能量是守恒的，但按照热力学第二定律孤 立系统的熵是增加的。 7孤立系统的熵增原理表明：过程进行的结果是孤立系统内各部分的熵都是增加的。 “错” 答案：孤立系统的熵增原理指的是对整个孤立系统整体而言，其熵是增加的，各 部分的熵如何变化要分别分析、分别计算，并不一定它们都是增加。 8答案：两种状态相同的不同气体在闭口系统中进行绝热混合进行的是不可逆过程， 故混合过程中熵的变化大于零。 2.1.2 中级中级 1两种状态相同的同种气体，在闭口系统中进行绝热混合，则混合过程中熵的变化为 零。 “对” 答案：两种状态相同的同种气体在闭口系统中进行绝热混合进行的是可逆过程，其 初、终态状态参数不会发生变化，故熵的变化为零。 2不可逆绝热稳定流动系统中，系统熵的变化为零。 “错” 答案：稳定流动系统中若为绝热，则熵流为零，但是因为过程的不可逆性必然伴 随有熵的产生，所以总的来说系统熵的变化并不是为零，而应该大于零。 3系统熵减少的过程不能实现。 “错” 答案：系统熵变包括熵流和熵产两部分，熵流可正、可负、也可为零，熵产与所 进行的热力过程的可逆性有关，其值大于或等于零，所以当系统放热时，有可能发生 系统熵减少的热力现象。 4一切实际过程都有熵产。 “对” 答案：因为一切实际过程均为不可逆过程，所以一切实际过程都有熵产。 5所有工作于同温热源和同温冷源之间的一切热机，以可逆热机的热效率为最高。 “对” 答案：这是卡诺定理的表述，因为不可逆热机存在着耗散效应，所以可逆热机的 热效率为最高。 6任一热力循环的热效率都可用计之。 “错” 1 2 1 2 11 T T q q t 答案：此计算式只能适用于可逆循环的热机。 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 11 7工质经历一可逆循环，其，而工质经历一不可逆循环，其。 “错”0 ds 0 ds 答案：熵是状态参数，不论工质经历的是可逆循环还是不可逆循环，其熵都满足 。0 ds 8孤立系统达到平衡时总熵达极大值。 “错” 答案：根据孤立系统熵增原理，当孤立系统达到平衡时总熵达到最大值而不是极 大值。 9电能、机械能、化学能、原子核能都是属于可无限转换的能量。 “错” 答案：电能、 机械能、化学能、原子核能都是属于高品质的能量，它们可以百分之百地转换为热能， 但并不是可无限转换的能量。 2.1.3 高级高级 1孤立系统熵增越大，做功能力损失越多。 “对” 答案：做功能力损失等于孤立系统熵增与环境温度的乘积，在环境温度不变的情 况下，作功能力损失的大小与孤立系统熵增成正比。 2系统贮存能量越多，其做功能力越大。 “错” 答案：系统做功能力大小不但与系统贮存能量有关，还与其所贮存能量的品质有 关。 3与大气温度相同的压缩空气可以膨胀做功，这不违反热力学第二定律。 “对” 答案：尽管压缩空气与大气温度相同，但其压力大大高于大气压力，所以压缩空气 仍具有作功能力，这并不违反热力学第二定律。 4温度高的热能的品质（或使用价值）优于温度低的热能。 “对” 答案：因为温度高的热能作功能力大于温度低的热能，所以温度高的热能的品质 （或使用价值）优于温度低的热能。 5 一桶具有环境温度的河水与一杯沸水，前者的可用能大于后者。 “错” 。答案：能量不仅有量的多少，而且有品质的高低，与环境温度相同的河水 其作功能力为零，所以一杯沸水的可用能大于一桶具有环境温度的河水。 6卡诺循环的热效率仅取决于其热和冷源的温度，而与工质的性质无关。 “对” 。答案：题目所述是卡诺定理的一个推论，即在两个不同温度的恒温热源间 工作的一切可逆热机，具有相同的热效率，且与工质的性质无关。 7在相同热源和相同冷源之间的一切热机，无论采用什么工质，它们的热效率均相等。 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 12 “错” 。答案：根据卡诺定理，只有在相同热源和相同冷源之间的一切可逆热机， 无论采用什么工质，它们的热效率均相等。 8凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。 “错” 。答案：只有同时符合热力学第一定律和热力学第二定律的过程才能实现。 9绝热过程是定熵过程。 “错” 。答案：只有可逆的绝热过程才是定熵过程。 2.2 填空题填空题 2.2.1 初级初级 1在孤立系统内自发过程进行的结果，系统由达到平衡态，决不会使已经达到 平衡态的重新变为。 “不平衡” ；“不平衡” 2凡牵涉到热现象的一切热力过程，都具有性和性。 “方向” ；“不可逆” 3自然界中一切自发过程都将引起孤立系统，而一切非自发过程都将引起孤立 系统，因此非自发过程只有在伴随下才能实现，以使整个孤立系统 为正值。 “熵增” ；“熵减少” ；“补偿过程” ；“熵变化” 4使系统实现可逆过程的条件是和。 “没有势差” ；“没有耗散损失” 5卡诺循环包括两个过程和两个。 “定温” ；“定熵过程” 2.2.2 中级中级 1正循环热效率的表达式，逆循环制冷系数的表达式，逆循环供热系数 的表达式。 “” ；“” ；“ 1 2 1 q q 0 2 1 w q ” 0 1 2 w q 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 13 2热力学第二定律的数学表达式是。 “”0 iso s 3克劳修斯不等式，对于任一循环来说应取等号，对于任一循0 T Q 环来说应取小于号，而积分式中 T 指的是。 T Q “可逆” ；“不可逆” ；“热源的温度” 4逆循环的供热系数2与制冷系数1之间的关系式为。 “2=1+1” 5热力学的各种经典说法是，若其中一种说法不成立，则其它说法。 “一致性、等价的” ；“也不成立” 。 2.2.3 高级高级 1工质经历一个不可逆循环，工质熵的变化。 “大于，等于，小于 0 都有可能” 2动力循环的热效率总是，制冷循环的工作系数，供热循环的工作系数 。 “小于 1” ；“大于、等于、小于 1 都有可能” ；“大于 1” 3在孤立系统中系统熵的增加，意味着系统，在孤立系统中熵的增加，意味着 过程。 “吸热” ；“不可逆” 4适用的条件是。wdTcTds v “闭口，理想气体，可逆过程” 5当环境温度为 T0，若从温度为 T 的热源中取热量 Q，则可用能为。 “” T T Q 0 1 6可适用于，可适用于，可适用于 T Q ds T Q T Q ds e T Q ds 。 “一切工质，可逆过程” ；“一切工质，可逆与不可逆过程” ；“一切工质的不可 逆过程” 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 14 2.3 选择题选择题 2.3.1 初级初级 1工质熵减少的过程。 A不能进行B 可以进行 C必须伴随自发过程才能进行 答案：应选“B” 。工质熵的变化包括熵流和熵产两部分，熵流可正、可负、也可 为零，熵产总是大于或等于零，当工质放热引起的熵流大于因过程的不可逆引起的熵 产时，则工质熵减少。 2在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，结果是。 A可逆过程中熵的变化大于不可逆过程中熵的变化； B可逆过程中熵的变化等于不可逆过程中熵的变化； C可逆过程中熵的变化小于不可逆过程中熵的变化； D不能确定其大小。 答案：应选“B” 。熵是状态参数，熵变仅与初、终状态有关，而与热力过程无关。 3孤立系统进行不可逆过程的结果是。 A孤立系统熵不变 B孤立系统熵增加 C孤立系统熵减少 答案：应选“B” 。孤立系统进行不可逆过程（如不可逆循环，温差传热，绝热自 由膨胀、混合、扩散、摩擦等） ，则孤立系统熵必然增加，这就是孤立系统熵增原理。 4自发过程的特点是。 A进行的结果是系统的熵必然减少； B必须伴随非自发过程才能进行； C是不可逆的； D可逆的。 答案：应选“C” 。凡牵涉到热现象的一切过程都是单向进行而无法使其回复到原 状态而不引起外界的其它变化，也就是说自发过程的特点是不可逆的。 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 15 5工质熵增加，意味着工质的。 AQ0BQ0 C 不一定DQ=0 答案：应选“C” ，工质熵变包括由热交换引起的熵流和由不可逆引起的熵产两部 分，所以当工质熵增加不能确定工质是吸热、放热或没有热交换。 2.3.2 中级中级 1熵的定义式适用于。 T q ds A只适用于理想气体的可逆过程 B适用于一切工质的可逆过程 C可适用于理想气体的不可逆过程 D适用于一切工质的可逆与不可逆过程 答案：应选“B” 。由可逆过程热量的计算式可以推导出熵的定义式Tdsq ，所以熵的定义式适用于一切工质的可逆过程。 T q ds T q ds 2。wduTds 适用于任何工质任何过程 B只适用于理想气体的等温过程 C适用于任何工质的等温过程 D只适用于任何工质的可逆过程 答案：应选“D” 。是闭口系统热力学第一定律的数学表达式，当热wduq 力过程为可逆过程时，系统和外界交换的热量可以表示为，所以Tdsq 适用于一切工质的可逆过程。wduTds 3循环热效率适用于。 1 2 1 2 11 T T q q t A适用于任意循环 B只适用于理想气体可逆循环 C适用于热源温度为 T1，冷源温度为 T2的不可逆循环； D只适用于热源温度为 T1，冷源温度为 T2的可逆循环。 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 16 答案：应选“D” 。循环热效率计算式为：，当循环进行的是卡诺循环， 1 2 1 q q 则可推导其循环热效率，而根据卡诺定理，在同温热源和同温冷源 1 2 1 2 11 T T q q t 之间的一切可逆热机，其热效率均相等，所以应选答案 D。 4系统在可逆过程中与外界传递的热量其数值大小取决于。 A系统的初、终态； B系统所经历的过程； CA 和 B； D系统的熵变。 答案：应选“C” 。热量是过程量，其值的变化不但与初、终态有关，而且与系统 所经历的过程有关。 5卡诺定理表明：所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切热机的热效率。 A都相等，可以采用任何循环 B不相等，以可逆热机的热效率为最高 C均相等，仅仅取决于热源和冷源的温度 D不相等，与所采用的工质有关系。 答案：应选“B” 。卡诺定理表明，所有工作于同温热源和同温冷源之间的一切热 机的热效率以可逆热机的热效率为最高。 6熵变计算式只适用于 1 2 1 2 lnln V V R T T CS v A一切工质的可逆过程 B一切工质的不可逆过程 C理想气体的可逆过程 D理想气体的一切过程 答案：应选“D” 。因为熵是状态参数，其值的变化仅仅与初、终态有关，而与 过程无关。 2.3.3 高级高级 1制冷系数适用于。 21 2 0 2 1 TT T w q 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 17 A适用于任意逆循环； B只适用于理想气体可逆逆循环； C适用于热源温度为 T1，冷源温度为 T2的不可逆逆循环； D只适用于热源温度为 T1，冷源温度为 T2的可逆逆循环。 答案：应选“D” 。工作于热源与冷源的逆循环制冷系数为：，当循环进 0 2 1 w q 行的是可逆过程时，则可推导出。 21 2 0 2 1 TT T w q 2如果热机从热源吸热 100kJ，对外作功 100kJ，则。 A违反热力学第一定律； B违反热力学第二定律； C不违反第一、第二定律； DA 和 B。 答案：应选“B” 。这一热力循环满足能量守恒定律，所以并不违反热力学第一定 律，但从热源吸热完全转换为机械功则违反热力学第二定律。 3某制冷机在热源 T1=300K 及冷源 T2=250K 之间工作，其制冷量为 1000kJ，消耗功 为 250kJ，此制冷机是。 A可逆的； B不可逆的； C不可能的； D可逆或不可逆 答案：应选“” 。根据，若按照可逆循环计算制冷系数则为4 250 1000 0 2 1 w q =5，所以此制冷机是不可逆的。 250300 250 21 2 0 2 1 TT T w q 4两种性质不同，但状态相同的气体作绝热混合，其熵变为。 A零 B负 C正 D不确定 答案：应选“C” 。两种性质不同，但状态相同的气体作绝热混合，这一热力过程 是不可逆的，故其熵变为正。 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 18 5热力学第一定律及热力学第二定律表明：孤立系统的 A能量守恒，可用能也守恒 B能量守恒，可用能增加 C能量守恒，可用能减少 D能量减少，可用能也减少 答案：应选“C” 。在孤立系统内部满足能量守恒，但其自发过程却是沿着可用能减少 的方向进行。 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 19 第三章第三章 综合测试综合测试 CAI 单元单元 3.1 试卷试卷 一、是非题（每题一、是非题（每题 1 分，共分，共 10 分）分） 1满足热力学第一定律的热力过程都能实现。 “错” 2自然的过程都具有方向性、都是不可逆的。 “对” 3热效率为 100%的热机是有可能研制成功的。 “错” 4热力过程的不可逆性越大，则熵产越大，而且适用于任何不可逆因素引起的熵 的变化。 “对” 5孤立系统熵增的大小并不能正确反映能量贬值或功耗散的程度。 “错” 6热力学第二定律适用于大至宇宙，小至物质内部的所有领域。 “错” 7熵可以作为判断过程方向性的一种判据。 “对” 8熵增大的过程为不可逆过程。 “错” 9加热过程，熵一定增大；放热过程，熵一定减少。 “错” 10自然界的过程都朝着熵增大的方向进行，因此熵减过程不可能实现。 “错” 二、选择题（每题二、选择题（每题 2 分，共分，共 20 分）分） 1在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，结果是。 热力学第二定律 CAI 子课件用户手册 20 A可逆过程中熵的变化大于不可逆过程中熵的变化； B可逆过程中熵的变化等于不可逆过程中熵的变化； C可逆过程中熵的变化小于不可逆过程中熵的变化； D不能确定其大小。 2孤立系统进行不可逆过程的结果是。 A孤立系统熵不变； B孤立系统熵增加； C孤立系统熵减少。 3制冷系数适用于。 21 2 0 2 1 TT T w q A适用于任意逆循环； B只适用于理想气体可逆逆循环； C适用于热源温度为 T1 ，冷源温度为 T2 的不可逆循环； D只适用于热源温度为 T1 ，冷源温度为 T2 的可逆逆循环。 4 如果热机从热源吸热 100kJ，对外作功 100kJ，则。 A违反热力学第一定律； B违反热力学第二定律； C不违反任何热力学定律； DA 和 B。 5 两种性质不同，但状态相同的气体作绝热混合，其熵变为。 A零； B负； C正； D不能确定。 三、填空题三、填空题 1凡是牵涉到热现象的一切过程，都具有性和性。 “方向” ；“不可逆性” 2在孤立系统内，自发过程进行的结果，系统由达到平衡态，决不会已经 达到平