熱工基礎(chǔ)a第四章(熱力學(xué)第二定律)西南交大載運(yùn)-wenkub.com
2025-08-01 18:00 本頁(yè)面
【正文】 試求： （ 1）當(dāng)閥門開(kāi)啟后，空氣迅速泄出，求此時(shí)容器內(nèi)留下空氣的終溫、質(zhì)量； （ 2）當(dāng)閥門開(kāi)啟后，空氣泄出得到控制，使得放氣極為緩慢，以致瓶?jī)?nèi)氣體與外界隨時(shí)處于熱平衡，求此時(shí)容器內(nèi)留下的空氣質(zhì)量； （ 3）放氣前后容器內(nèi)氣體的作功能力； （ 4）在（ 1）條件下當(dāng)空氣由環(huán)境吸熱而溫度恢復(fù)到 25℃ 時(shí)，氣體的作功能力； （ 5）在（ 1）、（ 2）條件下整個(gè)過(guò)程作功能力的損失。 熱力學(xué)定律的新描述 : 熱力學(xué)第一定律 火 用 + 火 無(wú) = 恒量 熱力學(xué)第二定律 可逆 火 用 守恒 不可逆 火 用 ↓ 不可能 火 用 ↑, 火 無(wú) ↓ 注 : ① 火 無(wú) 無(wú)用能 ② 熱量中的有 用能 ,即熱量 的作功能力 稱為 熱量 火 用 四、熱力學(xué)第二定律的局限性 ⑴ 局限性 : 熱力學(xué)第一定律是普適的 , 熱力學(xué)第二定律只適用于個(gè)孤立體系 . 在自然界 ,“物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)是不可分的 , 質(zhì)和量都是 守恒的 , 轉(zhuǎn)換無(wú)方向性 ” ( 熱死論是不成立的 ). ⑵ 不可逆熱力學(xué)及耗散結(jié)構(gòu)理論 兩種進(jìn)化論 : 有序 →無(wú)序 。 第四節(jié) 作功能力與作功能力損失 一、工質(zhì)的作功能力 ex ( 稱為 火 用 ) 定義 : 工質(zhì) 可逆地過(guò)渡到環(huán)境狀態(tài) 時(shí)所能作出的最大有 用功。 1. 熵方程 閉口系 熵方程： ds=δsf+δsg 或 Δs=Δsf+Δsg 開(kāi)口系 熵方程： Δs = Δsf+Δsg + (s1s2) s2s1 工質(zhì)進(jìn)出口熵的變化 對(duì) 穩(wěn)流系 ：系統(tǒng)所有參數(shù)都不變 , 即 系統(tǒng)的熵 Δs=0 。 2. 熵產(chǎn) 總為正 。 熵方程定義：用 dsg 表示 δQ/T 與 ds 之間的差值 熵流 dSf：由 (系統(tǒng)與外界間 )傳熱引起的系統(tǒng)熵變化。 是 熱力學(xué)第二定律的一種數(shù)學(xué)表達(dá)式 。k） ] 式中 T 熱源溫度（可逆換熱過(guò)程中等于工質(zhì)溫度） 適用微元 可逆過(guò)程 對(duì) 卡諾循環(huán) ，則可導(dǎo)得 ? ? 0TQ? 對(duì)于 可逆等溫 過(guò)程 : Δ S= ∫δQ／ T 即 ΔS= Q／ T Δ s= ∫δq／ T 即 Δs= q／ T 對(duì)簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)任意過(guò)程熵變計(jì)算式 ??????????dpdhqpdduqdsTq????? 2）在兩個(gè)相同的溫度界限間工作的一切可逆熱 機(jī)中，卡諾熱機(jī)的熱效率最高。 qsT ??則 ,s dsTT a b c?? ? 是一切熱機(jī) 可望而不可及 的奮斗目標(biāo) ! 三、變溫?zé)嵩吹目赡嫜h(huán) 在兩個(gè)非恒溫的 變溫?zé)嵩?間 進(jìn)行一個(gè) 任意 可逆循環(huán) abcda dsTq abc 一、熱力循環(huán) 封閉的熱力過(guò)程 稱為循環(huán) , 循環(huán)分正循環(huán)和逆循環(huán) 。 熱力學(xué)第二定律的表述有很多種，各種表述雖形式不同，但本質(zhì)相同 ,是等效的 。 ∴ 研究減少補(bǔ)償量是本課的宗旨 而可逆過(guò)程所需的補(bǔ)償量是 最小補(bǔ)償量 。 非自發(fā)過(guò)程 : 使能量品質(zhì)升高，不能自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程 .
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