工程热力学课件05

1、第5章 热力学第二定律第5章 热力学第二定律什么是自发过程只要只要QQ不大于不大于Q Q，B B向向A A传热并不违反第一定律传热并不违反第一定律QQ?自发过程的方向性重物下落，水温升高水温下降，重物升高？ 只要重物位能增加小于等于水降内能减少，不违反第一定律。电流通过电阻，产生热量。对电阻加热，电阻内产生反向电流？ 只要电能不大于加入热能，不违反第一定律。自发过程的方向性自发过程的特点第5章 热力学第二定律热力学第二定律的表述热机的热效率最大能达到多少？热机的热效率最大能达到多少？又与哪些因素有关？又与哪些因素有关？t 100不可能t =100不可能热一律与热二律第5章 热力学第二定律卡诺循

2、环的定义卡诺循环的定义21绝热压缩是是两两个热源的个热源的可逆可逆循环循环32等温吸热43绝热膨胀14等温放热卡诺循环示意图卡诺循环热效率2C11qq t1wq122111qqqqq 2212121111TssTT ssT 关于卡诺循环热效率2C12TTT1C12TTT 逆向卡诺循环例题%97777. 915.26315.29315.293011/TTTC 某项专利申请书上提出一种热机，它从167的热源接受热量，向7冷源排热，热机每接受1000kJ热量，能发出0.12kWh的电力。 请判定专利局是否应受理其申请，为什么？解：从申请是否违反自然界普遍规律着手kJQkJWnet1000432360

3、012. 01故不违反热力学第一定律根据卡诺定理，在同温限的两个恒温热源之间工作的热机，以可逆机效率最高例题例题364. 016715.273715.27311,hLctTT1max,max,QWnettct违反热力学第二定律，所以不可能kJPkJQWctnet4323641000364. 01,max,0,14320.4321000tt cWQ或概括性卡诺循环概括性卡诺循环概括性卡诺循环热效率222111111abtdcTsqTqT sT 卡诺定理12RRWW22QQ22QQ12RRWW卡诺定理的证明第5章 热力学第二定律熵参数的导出熵参数的导出121211TTqqC1212qqTT2q熵参

4、数的导出0qT 121 22 1120ABqqTTTqrevTqdsrevQdST克劳修斯不等式 221111QTQT 2121QQTT12120QQTTQ克劳修斯不等式12120QQTT0QT 0QT 不可逆过程熵的变化0QT 122 1bQSST211 2aQSST211 2aQSST1 22 10abQQTT121 2()0aQSSTdQSTgfgddddQSSSSTfdQST不可逆过程熵的变化fgdddSSSfgSSS pVcccddQmc TSTT21lnTSmcTc=const关于状态参数熵多热源可逆循环及平均吸（放）热温度2211dmqT sTss2121dmT sTss2)22

5、1TTTm多热源可逆循环及平均吸（放）热温度可逆循环e-h-g-l-e的热效率为ehgnmegnmeqqt面积面积lg1112另一个工作在T1=Th，T2=Tl下的卡诺循环A-B-C-D-A，其热效率为ABnmADCnmDqqC面积面积1112Ct与相同温限之间的卡诺循环相比，显然，故。11TT 22TT 第5章 热力学第二定律孤立系统熵增原理isofgdsdsds0fds 0gds 0isogdsds可逆，可逆，“=”=”不可逆不可逆“”孤立系统熵增原理：孤立系内一切过程均使孤立系统熵增原理：孤立系内一切过程均使孤立系统熵增加，其极限孤立系统熵增加，其极限 一切过程均一切过程均可逆时系统熵保

6、持不变可逆时系统熵保持不变3）一切实际过程都不可逆，所以可根据熵增原理判别过程进行的方向；1）孤立系统熵增原理Siso=Sg 0，可作为第二定律的又一数学表达式，而且是更基本的一种表达式； 2）孤立系统的熵增原理可推广到闭口绝热系；4）孤立系统中一切过程均不改变其总内部储能，即任意过程中能量守恒。但各种不可逆过程均可造成机械能损失，而任何不可逆过程均是Siso0，所以熵可反映某种物质的共同属性。孤立系统熵增原理作功能力损失作功能力损失设环境温度为T0，今有一体系，在只有环境参与的情况下从给定的初态1不可逆地变到终态2，为了确定不可逆过程的作功能力损失，设想存在一可逆过程分别具有相同的初态和终态， IRWWI0WQU00RIRIIWWQQ000RRQSST 000IIQST000000000TQQTQTQTQSSIRIRIgisogSTSTI00第5章 热力学第二定律（Ex）（An）（Ex+An）三种不同品质的能量火用和火无的定义nxAEE热流火用0 x,1QTeqT0 x,1QTeqT0稳定流动工质的火用（焓火用）,max,0ss A as awww, s A aawhh,000s aaawhhq00000aaqTssTss稳定流动工质的火用（焓火用