熱力學(xué)基礎(chǔ)ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-02-13 08:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 溫壓縮，絕熱壓縮 四個(gè)過程組成。 p d a b c Q2 Q1 0 V1 V4 V2 V3 v T1 T2 等溫線上吸熱和放熱 1211 ln VVRTMMQm o l?4322 ln VVRTMMQm o l?兩條絕熱線 132121 ?? ?? ?? VTVTcb111142 ?? ?? ?? VTVTad 4312VVVV ??27 121Q ???121432121VVlnRTMMVVlnRTMMVVlnRTMMm o lm o lm o l??12121 1TTTTT ?????(1)要完成一次卡諾循環(huán)必須有溫度一定的高溫和低溫兩個(gè)熱源； (2)卡諾循環(huán)的效率只與兩個(gè)熱源溫度有關(guān)； T1?， T2? ? ?? ， 實(shí)際上是 ? T1 (3) T1≠∞,T2 ≠0，故 ?不可能等于 1或大于 1 (4)可以證明：在相同高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的一切熱機(jī)中，卡諾熱機(jī)的效率最高． 28 p d a b c Q2 Q1 0 V1 V4 V2 V3 v T1 T2 致冷系數(shù) 212212TTTQe????若 T1 = 293 K(室溫 ) T2 273 223 100 5 1 e 可見 ,低溫?zé)嵩吹臏囟?T2 越低 ,則致冷系數(shù) e越小 , 致冷越困難。 一般致冷機(jī)的致冷系數(shù)約 : 2?7. 29 例 : 1mol氧氣作如圖所示的循環(huán) .求循環(huán)效率 . a b c Qab Qbc Qca 等溫線 0 V0 2V0 V p0 p 解 : )( abpab TTCMmQ ??)( bcVbc TTCMmQ ??002ln VVRTMmQcca ?)(ln)(abpccbVTTCMmRTMmTTCMm???????21112?%.ln)( ln)( 7182 2222 221 ????????? iTTC RTTTCccpcccV30 167。 熱力學(xué)第二定律 問題 : 熱力學(xué)第一定律 : 一切熱力學(xué)過程都應(yīng)滿足能量守恒。 但滿足能量守恒的過程是否一定都能進(jìn)行 ? 熱力學(xué)第二定律 : 滿足能量守恒的過程不一定都能進(jìn)行 ! 過程的進(jìn)行還有個(gè)方向性的問題。 31 一 . 熱力學(xué)第二定律的兩種表述 不可能制作一種 循環(huán)動(dòng)作 熱機(jī)，只從 單一熱源 吸熱量，使其完全變?yōu)橛杏霉Γ?不引起其他變化 。 開爾文表述的另一說法是 : 第二類永動(dòng)機(jī) 是不可能制成的。 第二類永動(dòng)機(jī)又稱單熱源熱機(jī) , 其效率 ? = 100％ , 即熱量全部轉(zhuǎn)變成功。 不可能把熱量 自動(dòng)地 從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響 。 32 低溫?zé)嵩?T2 Q2Q21 Q ??高溫?zé)嵩?T1 低溫?zé)嵩?T2 2 ?? 12高溫?zé)嵩?T1 高溫?zé)嵩?T1 2Q21 QWQ ??W2Q2Q低溫?zé)嵩?T2 低溫?zé)嵩?T2 高溫?zé)嵩?T1 W ?? 2133 二、可逆過程和不可逆過程 對(duì)于孤立系統(tǒng)，從非平衡態(tài)向平衡態(tài)過度是自動(dòng)進(jìn)行的，這樣的過程叫自然過程。 ? 功熱轉(zhuǎn)換的方向性 水 葉片 重物 重物 絕熱壁 功 ? 熱 可以 自然地 進(jìn)行 熱 ? 功 能否自然地進(jìn)行？ ? 熱傳導(dǎo)的方向性 熱量 可以 從高溫 自動(dòng) 傳遞到低溫區(qū)域 . 但相反的過程卻不能發(fā)生。 34 ? 氣體自由膨脹的方向性 氣體自由膨脹是可以 自動(dòng) 進(jìn)行的 ,但自動(dòng)收縮的過程誰也沒有見到過。 ? 擴(kuò)散的方向性 不同氣體 自發(fā)地 混合 ,不能自動(dòng)分離 . 自然過程不受外來干預(yù) (孤立系統(tǒng) ),因此 一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的自然過程都都是按一定方向進(jìn)行的 , 反方向的逆過程不可能 自動(dòng)地 進(jìn)行。 熱力學(xué)第二定律不僅指出了自然過程具有方向性，而且進(jìn)一步指明了非孤立系統(tǒng)中 ,一切實(shí)際的宏觀熱力學(xué)過程都是不可逆的。 35 2. 可逆過程和不可逆過程 系統(tǒng)由某一狀態(tài)經(jīng)歷某一過程達(dá)到另一狀態(tài)，如果存在另一過程，它能使 系統(tǒng)和外界同時(shí)復(fù)原 ，這樣的過程就是 可逆過程 。 可逆過程是理想過程 無耗散 + 準(zhǔn)靜態(tài) 可逆過程必然可以沿原路徑的反向進(jìn)行 ,系統(tǒng)和外界的 變化 可以完全被消除的過程。 不可逆過程 , 用任何方法都不能使 系統(tǒng)和外界 同時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)的過程。 注意 ： 不可逆過程不是不能逆向進(jìn)行，而是說當(dāng)過程逆向進(jìn)行時(shí)，逆過程在外界留下的痕跡不能將原來正過程的痕跡完全消除。 36 (1) 實(shí)際的熱力學(xué)過程是不可逆的 因?yàn)閷?shí)際宏觀過程都涉及熱功轉(zhuǎn)換 、 熱傳導(dǎo)和非平衡態(tài)向平衡態(tài)的轉(zhuǎn)化 。 (2) 不可逆過程是相互依存 一種不可逆過程的存在 (或消失 )， 則 另一不可逆過程也存在 (或消失 ) 功熱轉(zhuǎn)換不可逆過程消失 ?熱傳導(dǎo)不可逆過
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