工程熱力學(xué)---第5章熱力學(xué)第二定律-展示頁
2025-03-02 14:49本頁面
【正文】 i i i ii i i iq T q qq T T T? ? ? ?r0qT? ? ?23 可逆部分 +不可逆部分 r0qT??可逆 “ =” 不可逆“ ” 注意： 1） Tr是熱源溫度； 2） 工質(zhì)循環(huán)，故 q 的符號(hào)以工質(zhì)考慮 。 如圖， 12可用 1a， abc及 c2代替。 理論意義： 1）提高熱機(jī)效率的途徑：可逆、提高 T1， 降低 T2； 2） 提高熱機(jī)效率的極限。?14 三、概括性卡諾循環(huán) 1. 回?zé)岷蜆O限回?zé)? 2 L 1 212q m n T s? ? ?面 積n e t 1 2 2t1 1 11w q q qq q q? ?? ? ? ?2. 概括性卡諾循環(huán)及其熱效率 1 H 3434 3q op T s? ? ?面 積L 1 2 LH 3 4 H11T s TT s T?? ? ? ??c??15 四、卡諾定理 定理 1： 在 相同溫度 的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩? 之間工作的 一切可逆循環(huán) ，其 熱效率都相 等 ，與可逆循環(huán)的 種類無關(guān) ，與采用哪種 工質(zhì)也無關(guān) 。 11cn e t 1 2qqw q q? ??? ? ?R 4 1 RR 0 4 1 R 0T s TT T s T T???? ? ?c 39。 LcH1 TT? ??1） c???n e t 1wq?HL,TT??c 1? ?即 循環(huán)凈功小于吸熱量，必有放熱 q2。 4）實(shí)際循環(huán)不可能實(shí)現(xiàn)卡諾循環(huán)，原因： a） 一切過程不可逆； b） 氣體實(shí)施等溫吸熱，等溫放熱困難； c） 氣體卡諾循環(huán) w太小，若考慮摩擦， 輸出凈功極微。 普朗克敘述 ——不可能制造 循環(huán) 熱機(jī)，只從 一 個(gè)熱源 吸熱，將之 全部 轉(zhuǎn)化為功，而 不在外界留下任何影響 。 能量轉(zhuǎn)換方向性的 實(shí)質(zhì)是 能質(zhì) 有差異 無限可轉(zhuǎn)換能 —機(jī)械能，電能 部分可轉(zhuǎn)換能 —熱能 0TT ?不可轉(zhuǎn)換能 —環(huán)境介質(zhì)的熱力學(xué)能 5 能質(zhì)降低的過程可自發(fā)進(jìn)行，反之需一定條件 —補(bǔ)償過程，其總效果是總體能質(zhì)降低。 電流通過電阻，產(chǎn)生熱量 對(duì)電阻加熱，電阻內(nèi)產(chǎn)生反向 電流 ？ 只要電能不大于加入熱能，不 違反第一定律。 ? 3 重物下落，水溫升高 。1 第五章 熱力學(xué)第二定律 The second law of thermodynamics 51 熱力學(xué)第二定律 52 卡諾循環(huán)和卡諾定理 5–3 熵和熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 5–4 熵方程與孤立系統(tǒng)熵增原理 55 系統(tǒng)的作功能力（火用）及熵產(chǎn)與作功能力損失 56 火用平衡方程及火用損失 2 5–1 熱力學(xué)第二定律 一、自發(fā)過程的方向性 只要 Q39。不大于 Q， 并不違反第一定律 Q Q39。 水溫下降，重物升高 ？ 只要重物位能增加小于等于水降內(nèi)能減少，不違反第一定律。 4 歸納： 1）自發(fā)過程有 方向性 ； 2）自發(fā)過程的反方向過程并非不可進(jìn)行，而是 要有 附加條件 ； 3）并非所有不違反第一定律的過程均可進(jìn)行。 ? ?1 2 n e tq q w??代價(jià) 12TT???2q21TT???2qne t 1 2w q q??代價(jià) 6 二、第二定律的兩種典型表述 ——熱量不可能 自發(fā)地不花代價(jià)地 從低溫 物體傳向高溫物體。 T1 失去 Q1– Q2 T2 無得失 熱機(jī)凈輸出功 W= Q1– Q2 7 三 .關(guān)于第二類永動(dòng)機(jī) 理想氣體可逆等溫膨脹 TtQ W W??環(huán)境一個(gè)熱源 ?吸收熱量全部轉(zhuǎn)變成功 ? 例 例 A344155 8 5–2 卡諾循環(huán)和卡諾定理 一、卡諾循環(huán)及其熱效率 1. 卡諾循環(huán) 21 ??? ?? 絕熱壓縮是 兩 個(gè)熱源的 可逆 循環(huán) 32 ??? ?? 等溫吸熱43 ??? ?? 絕熱膨脹14 ??? ?? 等溫放熱9 2. 卡諾循環(huán)熱效率 n e tt1wq? ?n e t 1 2 2 3 3 4 4 1w w w w w? ? ? ?? ? ? ?1g1 212111RT pwp????????????? ????? ????? ? 32 3 g 22ln vw R T v? ?10 ? ? ? ?2 4 1 L 1 4q q q T s s?? ? ? ?放? ?H L 2 3 LcH 2 3 H1T T s TT s T? ??? ? ??? ? ? ?1 2 3 H 3 2q q q T s s?? ? ? ? ?吸ne t 1 2q q q??? ?H L 2 3 n e tT T s w? ? ? ?11 討論： ? ?c H L,f T T? ?2） LH0,TT? ? ?3） L H c,0TT ?? ? ?若第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成。 5） 卡諾循環(huán)指明了一切熱機(jī)提高熱 效率的方向。 12 二、逆向卡諾循環(huán) 制冷系數(shù) ： cccn e t 0 cqqw q q? ?? ?
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