【正文】 熵的應用：計算可逆過程的熱量； 判斷過程的方向性及過程的可逆性； 確定系統(tǒng)達到平衡的條件； 應用熵產計算有效能損失 熵的計算：因為熵是狀態(tài)參數(shù)，如果初終態(tài)確定，可直接得到熵的變化值； 熵與過程性質無關，任選一可逆過程，可計算熵變 大連理工大學機械工程學院振動所 作業(yè) 作業(yè)： 5－ 9（ 2）、 11 大連理工大學機械工程學院振動所 第五章 完 End of Preface 。 大連理工大學機械工程學院振動所 本章重點及難點 ，數(shù)學表達式 0isodS ?12rQdST?? ?0addS ?0rQT? ??循環(huán)過程 閉口系統(tǒng) 絕熱閉口系 孤立系統(tǒng) 大連理工大學機械工程學院振動所 2. 掌握卡諾定理的理論及對循環(huán)的指導意義 在兩個熱源間工作的一切可逆循環(huán)，它們的熱效率都相同，與 工質的性質無關，只決定于熱源與冷源的溫度，熱效率都可以 表示為 121TT??? 溫度界限相同，但具有兩個以上熱源的可逆循環(huán)，其熱效率 低于卡諾循環(huán)； 不可逆循環(huán)的熱效率必定＜同樣條件下的可逆循環(huán)。 x ,i sod E 0? 損失才是真正意義上的損失。? ? ? ? ? 面積T T T’ T0 s 1 2 3 3’ 4 5 6 6’ 2’ 1’ 4. 作功能力損失在 Ts圖上表示 孤立系統(tǒng)的 損失等于 增 大連理工大學機械工程學院振動所 5. 能量貶值：孤立系統(tǒng)中進行熱力過程時 只會減小，不會 增 大，極限情況下（可逆過程） 保持不變 －－－ 能量中可用能的減少 例：熱量 Q從 T傳到 T’，可用能減少，即 Q貶值了。3 6 6 39。39。 適用條件：任何不可逆因素引起的 損失，不只限于孤立系，也適用于開口系或閉口系統(tǒng)。39。39。??大連理工大學機械工程學院振動所 從 T 向 T ′不可逆?zhèn)鳠? Q 引起的可用能損失： 39?？梢妜,Q n , E A、大連理工大學機械工程學院振動所 3. 作功能力的損失 Q T T ′ 考慮從 T 向 T ′ 有溫差的不可逆?zhèn)鳠徇^程： T放熱 Q中的可用能 (作功能力 ) T ′得到 Q獲得的可用能 （要看 Q再從 T′中取出能作的有用功是多少） 0x,QTE (1 ) QT??39。 T=T0時， Ex,Q =0，環(huán)境中熱量 Q無作功能力。 ） W T Q T0 理解： 1) Q變功，需循環(huán)，故需找冷源 T0； 2) Q盡可能變功，故需循環(huán)可逆， 同時 T0越低越好，環(huán)境溫度是不需 代價便能得到的最低溫度 。 熱量 與熱量一樣是過程量，不是狀態(tài)量。 可無限轉換的能量， An＝ 0，如機械能、電能， Ex=E； 不可轉換的能量， Ex=0，如環(huán)境介質中的熱能。 （ energy) 這個參數(shù)可單獨評價能量品質的物理量。 57 參數(shù)的基本概念 熱量 一、能量的可轉換性、 、 ： 167。 熵增原理全面、透徹地揭示了熱過程進行的方向、限度和條件，正是熱力學第二定律的實質。 孤立系中各物質熵減少的過程不能單獨進行，除非有熵增大的過程作為補償，使孤立系統(tǒng)的總熵增大，或保持不變。 lgWQ( ) d S S 0TT?? ?? ? ? ?它 們 熵增加00is o gis o gd s sss???? ? ?孤立系內只要有機械功不可逆地轉化為熱能，系統(tǒng)的熵必增大。 孤立系統(tǒng)、不可逆過程 熵總是增加的 。 BA TT ?AT BTQ?A BA向 B傳熱過程為不可逆?zhèn)鳠徇^程。 補償過程：伴隨熵減少的過程一起發(fā)生的熵增加的過程。 大連理工大學機械工程學院振動所 .0S TQTQ TT11 0S TQTQTT11i s o22111212ti s o22111212t????????????????，即，若不可逆：，即若熱機可逆：?? 滿足熵增原理 從局部過程看： T1放熱，熵減少，但有 T2吸熱，熵增加。 例如，一杯水，它不斷被外界吸收熱量，變成冰，它的熵就減少了。 — 可判斷過程的性質 —— 可判斷過程的方向 注意： 熵增加原理只適用于孤立系統(tǒng)。 大連理工大學機械工程學院振動所 由于自然界中一切真實過程都是不可逆的，所以孤立系統(tǒng)內所發(fā)生的過程的方向就是熵增加的方向。 過程進行的方向： 孤立系統(tǒng)的熵可以增大，或保持不變，但不能減少。 55 孤立系統(tǒng)的熵增原理、過程進行的方向 ：孤立的。 熵產只可能是正值，極限情況（可逆過程）為零。 qdsT??大連理工大學機械工程學院振動所 gfgg s 0d s d s s s 0???????? ????可逆歸納起來：不可逆內部存在不可逆耗散效應是絕熱閉口系熵增的唯一原因 a d ga d gd s sss????過程中不可逆損失愈大，耗散熱愈大，熵產也越大。 工質放熱 dsf0。可逆絕熱 0T qds .1 ?? ?如圖 1— 2s 大連理工大學機械工程學院振動所 ffffggqds Tds ds ds ds ds ds s s 0 , ?????????定義： 叫熵流；　則：可逆時不可逆時 右邊小令：這里： 叫熵產，熵產是由耗散熱產生的熵增量，是對不可逆性的量度。 為熱源溫度。 21r1 A 2q s s T??? ?與可逆過程合并： 第二定律數(shù)學表達式，用于判斷 過程 能否進行，是否可逆。 克勞修斯積分， 第二定律數(shù)學表達式 可判斷 循環(huán) 是否可能，是否可逆。 p v A ? ? ? ? ? ? B c d a b 1 2 1q?22 qq ?? ??用無限多可逆絕熱線分割成無限多個微元循環(huán)。 熵的主要性質 QST??? ?只是可逆過程中的熵增 其積分路線代表連接這初、終兩態(tài)的任一可逆過程。 012 ??? SSS?，與過程無關。 0,Q? ?，系統(tǒng)的熵變?yōu)楦鞑糠朱刈冎汀τ诳赡孢^程 熵 BBr e v r e vBArAASSTT??? ? ???在微元可逆過程中，無傳熱溫差，所以 revQ?式中 rT為可逆過程的換熱量， TrTT?為熱源溫度， 為工質溫度， 大連理工大學機械工程學院振動所 在一個熱力學過程中，系統(tǒng)從初態(tài) A變化到終態(tài) B的時，系統(tǒng)的熵的增量等于初態(tài) A和終態(tài) B之間任意一個可逆過程的熱溫比的積分。上式又可寫為 0TQTQ2211 ＝＋1212TT1Q