暖通-第五章(1)20xx(存儲(chǔ)版)
【正文】 有可以轉(zhuǎn)化成功 ， 因此可知熱變功的極限 。 1923年 ，著名物理學(xué)家胡剛復(fù)教授為其翻譯時(shí)，首次將“ entropy”譯為“熵”。 然而在氣相 ， 氣體分子隨機(jī)運(yùn)動(dòng) ， 相互撞擊 ， 改變方向 ， 預(yù)測(cè)它們的位置是極其困難的 。 任何實(shí)際過(guò)程都是不可逆過(guò)程 ， 只能沿著使孤立系統(tǒng)增加的方向進(jìn)行 。為什么 ? 自發(fā)過(guò)程為不可逆過(guò)程，那么非自發(fā)過(guò)程即為可逆過(guò)程。試判斷該循環(huán)是制冷循環(huán)還是熱機(jī)循環(huán)，是可逆循環(huán)還是不可逆循環(huán)？ 解：分別假設(shè)是熱機(jī)循環(huán)和制冷循環(huán)，然后判斷這兩個(gè)循環(huán)是否可實(shí)現(xiàn)?；旌锨埃嚎諝鉁囟?T1=500K，壓力p1=；第二種氣體的溫度 T2=300K，壓力 p2=。 混合前 ? ?ANx混合后 22 ?????? xxxx Aoo5 2 1 ???? ANN xxx混合前總熵 ? ?),( ),(),(39。 涉及理想氣體混合物組成的氣體的壓力時(shí)，必須運(yùn)用分壓力的概念。所以混合后溫度和壓力與第一問(wèn)計(jì)算相同。 利用熵增原理進(jìn)行求解。 以每個(gè)物體為研究對(duì)象 。熱寂論是錯(cuò)誤的。所以熵變量的計(jì)算有兩個(gè)途徑： 一 、 只要初 、 終狀態(tài)確定 ， 利用已知參數(shù)可直接由熵方程計(jì)算； 二 、 在初終狀態(tài)間任選一個(gè) （ 或幾個(gè) ） 可逆過(guò)程 ， 利用熵的定義式求得熵變量 。 因此 ， 可知一種物質(zhì)的熵 ， 固體最低 ，液體次之 ， 氣體最高 。 熵的來(lái)歷： 克勞修斯證明了狀態(tài)參數(shù) s完成了定義以后，考慮到 s的物理意義與“能”有相近的親緣關(guān)系，在字形上也應(yīng)節(jié)僅為好。 由于 T2=0， T1→∞ 都不可能 ， 因此熱機(jī)效率恒小于 1。 ?對(duì)應(yīng)冷熱源的綜合效果是有 2239。39。 三、 卡諾定理 卡諾定理證明以前，由卡諾循環(huán)導(dǎo)出的公式?jīng)]有任何普遍意義，它既不能回答兩熱源之間不可逆循環(huán)效率是否小于可逆循環(huán)的熱效率，也不能回答采用非理想氣體為工質(zhì)的可逆循環(huán)的熱效率是否與理想氣體的可逆循環(huán)的熱效率相等，更不能對(duì)多于兩個(gè)熱源的循環(huán)效率作出評(píng)估。 1824年 6月 12日發(fā)表《 關(guān)于火的動(dòng)力 》 一書(shū) ，在這部著作中提出了 卡諾熱機(jī) 和 卡諾循環(huán) 的概念及 卡諾原理 （現(xiàn)在稱(chēng)為 卡諾定理 ） 。 要提高其熱效率可通過(guò)提高 T1及降低 T2的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 （ 2） 無(wú)摩擦 。 ?宏觀物體有規(guī)則機(jī)械運(yùn)動(dòng)（作功）轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿訜o(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的幾率要比反向轉(zhuǎn)變的幾率大得多。此時(shí)該正循環(huán)從熱源取熱量 Q1， 向外界作功 W0=Q1Q2，（ 向冷源放出熱量 Q2）。 開(kāi)爾文（ 1824～ 1907）英國(guó)物理學(xué)家、發(fā)明家。 以上這些現(xiàn)象是熱力學(xué)第一定律回答不了的 。 （ 3）在一定條件下，能量的有效轉(zhuǎn)換是具有其最大限度的，而熱機(jī)的熱效率在一定條件下也具有理論上的最大值。 開(kāi)爾文 — 普朗克是從能量轉(zhuǎn)換的角度對(duì)熱力學(xué)第二定律進(jìn)行表述 。假設(shè)制冷機(jī) R能使熱量 Q2從冷源自發(fā)地傳向熱源（這違反克勞修斯說(shuō)法），同時(shí)熱機(jī) H在該兩熱源間工作， 并進(jìn)行一個(gè)正循環(huán)，并且它放給地溫?zé)嵩吹臒崃壳〉扔?Q2。 ?能量從高溫?zé)嵩磦鹘o低溫?zé)嵩吹膸茁室确聪騻鬟f的幾率大得多。即進(jìn)行等溫吸熱、放熱過(guò)程。 從卡諾循環(huán)熱效率可以得到下列結(jié)論： （ 1） 卡諾循環(huán)效率的大小只決定于熱源溫度 T1和冷源溫度 T2。法國(guó)科學(xué)家，其主要貢獻(xiàn)是創(chuàng)立理想熱機(jī)理論。 注意： 制冷機(jī)與熱泵都是按逆循環(huán)工作只是相對(duì)應(yīng)的溫度范圍不同 、 目的不同 。 2121 39。 ? 所以 22 39。 ?卡諾定理的實(shí)用價(jià)值和理論意義 ： 指出了熱效率的極限 ， 這一極限值僅與熱源及冷源溫度有關(guān) 。 reTqds ??????? ? J/(kg K) 克勞修斯不等式 對(duì)于不可逆過(guò)程，根據(jù)卡諾定理，對(duì)于微元不可逆循環(huán) 1212. 11 TTqqct ???? ???對(duì)于整個(gè)不可逆循環(huán)： 02211 ??TqTq ????? ????????? 02211TqTqTqc d aabc??? 綜合可逆和不可逆循環(huán)，得 克勞修斯不等式 ： ? ? 0Tq?對(duì)于 熱力過(guò)程 ???21sTq?該式表示系統(tǒng)在可逆時(shí)等于克勞修斯積分，在不可逆時(shí)系統(tǒng)熵變大于克勞修斯積分。 當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)變得更無(wú)秩序 ， 分子的位置變得不可預(yù)測(cè)并且熵增加 。 熵的計(jì)算 熵是狀態(tài)參數(shù) ， 兩個(gè)狀態(tài)的熵差與過(guò)程無(wú)關(guān) 。這時(shí)將不再會(huì)有任何力量能夠使熱量發(fā)生轉(zhuǎn)移，此即“熱寂論”。 （ 1）（逆） 卡諾循環(huán) 理想情況是逆卡諾循環(huán) 6 32 9 32 9 3TT T211c,2 ??????需要凈功 h/5120kJTT1W121c,210 ????????????所需最小功率 413 6 0 00 ??（ 2）方法二 克勞修斯不等式 ? ? 0Tq?02011122
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