暖通-第五章(1)xxxx(參考版)
2025-01-06 01:53本頁(yè)面
【正文】 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。上式最后一項(xiàng)，則是由于與氧混合的空氣中本身一部分就含有氧所引起的。ppxRTTCxpxpxRTTCxxpxpxRTTCxxpTSpxTSxpxTSpxTSxxpxTSpxTSxxSSSoompAooompAoANNNmpANomoomooAomoomAoANNmNNmANmmm混合后總熵－混合前總熵 上式可改寫為 ?????????????????????????????????????2211222,2111,122222lnln lnln lnlnxxxxxxxxRppxRTTCxppxRTTCxSoAooAoompAmpm式中 2222 , ompAoNmpANAmp CxCxC ??是空氣的摩爾比熱。 混合前 ?Aox ?ANx 混合后 22 ?????? xxxxAoo 1 ???? ANN xxx混合前總熵 ? ?),( ),(),(39。所以混合后溫度和壓力與第一問計(jì)算相同。此時(shí)不能把空氣當(dāng)成一種單一的組元，它的參數(shù)應(yīng)按混合物表達(dá)。取空氣、一氧化碳和氧的摩爾比熱均為 Cv,m=21J/(molK)，Cp,m=(molK)?；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=。 利用熵增原理進(jìn)行求解。 （ 2）若熱機(jī)為不可逆熱機(jī)，平衡溫度為 T’，求最大輸出功 Wb。它們的初溫分別為 Ta和 Tb（ TaTb ），用它們作為冷、熱源，使熱機(jī)在其間工作，直至兩物體溫度相等為止。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)。 以每個(gè)物體為研究對(duì)象 。問帶動(dòng)該熱泵所需最小功是多少千瓦？ 解：該題屬于 消耗最小功或輸出最大功問題 。 習(xí)題： 冬天用一熱泵向室內(nèi)供熱，使室內(nèi)溫度保持20oC。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。熱寂論是錯(cuò)誤的。 0?is odS 把孤立體系中的熵增定律擴(kuò)展到了整個(gè)宇宙中，認(rèn)為在整個(gè)宇宙中熱量不斷地從高溫轉(zhuǎn)向低溫，直至一個(gè)時(shí)刻不再有溫差，宇宙總熵值達(dá)到極大。 總之，熵增原理全面地、透徹地揭示了熱過(guò)程進(jìn)行的方向、限度和條件，這些正是熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)。 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 。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 。 （ 2）熵與熱力學(xué)概率的關(guān)系 S = k ln ? ( 玻爾茲曼關(guān)系式 ) ? K為 玻爾茲曼常數(shù) 平衡態(tài)對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)概率 ? 為最大。 熵為高值 。 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 。 因此 ， 可知一種物質(zhì)的熵 ， 固體最低 ，液體次之 ， 氣體最高 。 ?微觀解釋 ：熵是分子不次序的一個(gè)量度 。有鑒于此，想到了一個(gè)簡(jiǎn)單的方法，根據(jù)公式 ds=dq/T，認(rèn)為 s為熱量與熱量之商，而且此概念與火有關(guān)（象征著熱）于是在商加上了火字旁，構(gòu)成了一個(gè)新字熵。 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”。 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。 循環(huán)積分為零，表明該函數(shù)與路徑無(wú)關(guān)，是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。假設(shè)用許多定熵線分割該循環(huán)，并相應(yīng)地配合上定溫線，從而構(gòu)成一系列微元卡諾循環(huán)。 由于不花代價(jià)的低溫?zé)嵩吹臏囟纫源髿猸h(huán)境溫度 To為限 ， 而 To比較穩(wěn)定 ， 可視為定值 ， 那么溫度為 T的熱源放出的熱量 Q最多只有可以轉(zhuǎn)化成功 ， 因此可知熱變功的極限 。 由于 T2=0， T1→∞ 都不可能 ， 因此熱機(jī)效率恒小于 1。 同理 ， 可證明相同熱源和相同冷源之間的一切可逆熱機(jī)的熱效率均相等 。 這一結(jié)果與熱機(jī) A不可逆的假設(shè)相矛盾 ， 因此 ?A＝ ?B也不成立 。因此 ?A?B的假設(shè)不成立。 ?對(duì)應(yīng)冷熱源的綜合效果是有 2239。39。39。WW o ??即 1139。39。 QW otB ????不可逆熱機(jī) A輸出功驅(qū)動(dòng)可逆熱機(jī) B逆循環(huán)工作。39。
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