工程熱力學-第五章---熱力學第二定律(編輯修改稿)
2025-08-21 06:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 不同溫度的 恒溫熱源 間工作的 所有熱機，以可逆熱機的熱效率最高。 卡諾提出：卡諾循環(huán)效率最高 即在恒溫 T T2下 t , Rt,???任 結(jié)論正確 ， 但推導過程是錯誤的 當時盛行 “ 熱質(zhì)說 ” 1850年開爾文 ， 1851年克勞修斯分別重新證明 卡諾定理 推論一 在兩個不同溫度的 恒溫熱源 間工作的一切 可逆熱機 ，具有 相同 的 熱效率 ，且與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。 T1 T2 R1 R2 Q1 Q1’ Q2 Q2’ WR1 求證： ?tR1 = ?tR2 由卡諾定理 ?tR1 ?tR2 ?tR2 ?tR1 WR2 只有： ?tR1 = ?tR2 ?tR1 = ?tR2= ?tC 與工質(zhì)無關(guān) 卡諾定理 推論二 在兩個不同溫度的 恒溫熱源 間工作的任何 不可逆熱機 ，其熱效率 總小于 這兩個熱源間工作的 可逆熱機 的效率。 T1 T2 IR R Q1 Q1’ Q2 Q2’ WIR 已證： ?tIR ?tR 只要證明 ?tIR = ?tR 反證法 ,假定： ?tIR = ?tR 因為 WIR = WR 工質(zhì)循環(huán)、冷熱源均恢復原狀，外界無痕跡，只有可逆才行，與原假定矛盾。 所以 Q1’＝ Q1 WR 卡諾定理小結(jié) 在兩個不同 T 的恒溫熱源間工作的一切 可逆熱機 ?tR = ?tC 多熱源間工作的一切可逆熱機 ?tR多 同溫限間工作卡諾機 ?tC 不可逆熱機 ?tIR 同熱源間工作可逆熱機 ?tR ?tIR ?tR= ?tC ∴ 在給定的溫度界限間 工作的一切熱機， ?tC最高 熱機極限 卡諾定理的意義 從理論上確定了通過熱機循環(huán) 實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的條件，指 出了提高熱機熱效率的方向，是研 究熱機性能不可缺少的準繩。 對熱力學第二定律的建立具有 重大意義。 卡諾定理舉例 A 熱機是否能實現(xiàn) 1000 K 300 K A 2022 kJ 800 kJ 1200 kJ 可能 如果： W=1500 kJ 2tC13001 1 7 0 %1000TT? ? ? ? ? ?t11200 60%2022wq? ? ? ?1500 kJ t1500 75%2022? ?? 不可能 500 kJ 167。 53 熵及熵方程和克勞修斯不等式 熱二律推論之一 卡諾定理 給出熱機的 最高理想 熱二律推論之二 克勞修斯不等式 反映 方向性 熱二律推論之三 熵 反映 方向性 熵的導出 定義： 熵 reQd
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