热工基础第四章 热力学第二定律

第四章热力学第二定律

4－1自发过程的方向性与热力学第二定律的表述

热力学第一定律阐明了热能和机械能以及其它形式的能量在传递和转换过程中数量上的守恒关系。热力学第二定律揭示了热力过程发生的方向、条件和限度。1.自发过程的方向性

自发过程：不需要任何外界作用而自动进行的过程。

12．热力学第二定律的表述

自发过程是不可逆的。

要想使自发过程逆向进行，就必须付出某种代价，或者说给外界留下某种变化。

随自然界中热过程的种类不同，热力学第二定律有多种表述方式，并且彼此是等效的。克劳修斯表述：

不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其它变化。

开尔文－普朗克表述：

不可能从单一热源取热，并使之完全转变为功而不产生其它影响。第二类永动机是不可能制造成功的。24－2

卡诺循环与卡诺定理

1.热力循环

热力循环：工质经过一系列的状态变化，重新回复到原来状态的全部过程。可逆循环：全部由可逆过程组成的循环称为可逆循环。不可逆循环：循环中有部分过程或全部过程是不可逆过程的循环。(1)正向循环：将热能转变为机械能的循环，也称为动力循环或热机循环。pv3正向循环示意图：在p-v与T-s图上，正向循环按顺时针方向进行。4高温热源吸热Q1热机Wnet放热Q2低温热源经过吼一个啊正向凶循环改，根据懒热力嫌学第答一定录律，循环缘瑞热效寒率：循撤环沸热枕效具率t用来据评价鸣正向惰循环释的热筐经济赔性。稻显然靠，t<退1。5(艘2激)逆袍向录循壶环：消曾耗车功贴将汤热灭量叶从扯低博温眼热著源习转雅移排到辟高训温颂热滋源槽的兴循笑环窄，馋如制冷隶装置哑循环或热泵富循环。在p-备v与T-辽s图上汤，逆的向循雀环按船逆时缠针方非向进介行。6高温热源放热Q1热泵Wnet吸热Q2低温热源根据楚热力叨学第皇一定例律，通图常支用工主作阀系咬数评痛价英逆些向绩循桐环宁的誓热凶经缴济汗性。制冷俯系数：制渣冷闭装秋置蔽工档作锋系督数供热尊系数：热泵稍工作饰系数72．卡诺叹循环卡及诺置循益环雨是线法棋国核工仰程侄师卡值诺（S.Ca计rn亏ot）于1迎8安2备4年提全出的多一种成理想迟热机锄工作球循环蕉，它诸由两慈个可诱逆胜定请温冷过言程和贼两醋个可缝逆跨绝闸热接过烧程组散成。卡育诺卸循耍环剂热升效星率：8对快于灶理猫想础气促体首：9结渗论：(1宋)卡诺嫩循环磁的热昂效率萝只取届决于挡高温灵热源鄙的温戴度与艺低温争热源浇的温裂度，剧而与融工质叔的性偏质无塑关;(劫2汤)卡音诺售循覆环戚的丧热等效颠率默总放是沾小例于1，不槽可能帽等于1，夺因趴为T1→障∞或T2＝0缴K都是月不可用能的燥。这恭说明竞通过懂热机斤循环孟不可能能将索热能尚全部飞转变骡为机成械能;(3歪)当T1=T2时，边卡诺校循环恒的热滤效率朽等于渠零，带这说率明没利有温倾差是存不可清能连菠续地易将热温能转宇变为赵机械绝能，屈只有傻一个动热源孟的热钥机（童第二钩类永福动机恳）是玻不可量能的衔。1顾03．卡诺早定理逆向绸卡诺找循环：（梨1）卡偷诺制男冷循需环：制冷令系数：（登2）卡首诺热适泵循组环：供滤热虽系铺数：定理一：在厉相货同贺的顺高备温抄热竿源午和痰低居温留热煮源薄间夸工赢作恋的蒜一舅切穗可筝逆些热捆机决具巡寿有仅相裁同揉的岁热喂效汪率晌，抄与虽工轨质棵的嚼性厘质祝无戏关。11单叶一练热圆源饺热笔机冒，责违钟背层热胃力煎学尊第骡二隆定挺律假如t,嗽R1t耽,陪R膨2R1带浇动R2逆宾向锯运坦行R1带化动R2逆追向艘运走行t,递R1t泼,漠R功2、t,浙R1<t,退R2不可术能t经,被R枝1＝t,辰R21居2定理二：在腥相织同风高逆温勤热卡源则和腊低盘温澡热渔源程间举工哲作蔽的寇任狭何玻不闸可婶逆燃热窜机娇的享热她效播率快都枪小健于陵可嚷逆鞭热妖机蹄的来热轧效描率。卡诺销循册环与卡诺炒定理从乡丰理胀论蒸上棍确因定岁了阅通仓过小热偶机新循败环呀实次现彼热围能摔转友变辉为皆机束械哪能循的勿条最件愚，扫指暑出驴了艳提奸高挥热踪蝶机瞎热厨效患率湾的宁方互向鲜。委它奶们客的巴提增出耗和迟研简究艺对省热特力桑学扣的感发挨展洲，泰特等别糟是卵对不热嫂力庸学挡第施二荐定河律忧的忽建调立泡具鹅有嚼重献大冬意扫义演。卡诺边循茄环伤与勾卡臂诺霞定咳理亦的旦理枣论产价割值夸与返实却际萍意坟义杆：134-占3熵1．熵平的裁导制出比熵的定骆义式比熵嚼是由抛热力胞学第殊二定茧律导寸出的的状态畜参数洲。根灭据混卡寺诺旁定小理纸，未在么温浴度蒙分会别票为T1与T2的两热个恒脂温热埋源间鹅工作范的一僚切可各逆热辨机的茄热效减率都优相同闹，与姜工质调的性幅质无恨关。式抱中q1、q2均血为廉绝最对陵值熔，朋若削取踏代宪数畅值赵，录可睁改氏成14在卡林诺循慕环中尸，单学位质洪量工田质与菜热源管交换员的热询量除田以热咸源的翅热力翅学温贝度所加得商齐的代阴数和休等于术零。对于耍任意泰一个焦可逆连循环，可皆以耀用侮一湖组持可醉逆功绝姥热为线滴，扛将犬其纽奉分黑割泥成格无罪数蜓微颤元嗓卡鞭诺刘循淘环辩。对疮整昂个梯循号环献积雪分落，始则逼得克劳修斯积分等式

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