熱力學(xué)第一定律thefirstlawofthermodynamics-展示頁(yè)
2024-08-04 00:36本頁(yè)面
【正文】 39。39。 Carnot Cycle and Carnot Theorem (卡諾循環(huán)及卡諾定理 ) p V Heat is transferred to the working fluid during 12 (Qh) and heat is rejected during 34 (Ql). (1)an isothermal expansion at high temperature Th （在高溫Ｔ h 下的 等溫吸熱過(guò)程 ） (2) an adiabatic expansion （ 可逆絕熱膨脹過(guò)程 ） (3) an isothermal pression at low temperature Tl （在低溫Ｔ l下的 等溫放熱過(guò)程 ） (4) an adiabatic pression （可逆絕熱壓縮過(guò)程） 卡諾循環(huán) Carnot Cycle t1wq? ?卡諾循環(huán)熱機(jī)效率 卡諾循環(huán) 熱機(jī)效率 T1 T2 Rc q1 q2 w 1 2 2111q q qqq?? ? ?Thermal efficiency of Carnot Cycle Applying first law, For Isothermal Process of Ideal gas: (對(duì)理想氣體的等溫過(guò)程 ) 121211211 ln vvRTvdvRTp d vq ??? ??342432432 ln vvRTvdvRTp d vq ??? ??121214321211lnln11TTvvRTvvRTqqqwth ????????Thermal efficiency of Carnot Cycle (卡諾循環(huán)的熱效率 ) For ideal gas 在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩撮g工作的可逆熱機(jī)的熱效率恒高于不可逆熱機(jī)的熱效率； The efficiency of an irreversible heat engine is always less than that of a reversible one operating between the same two thermal reservoirs. irthreth , ?? ?‘s Theorems (卡諾定理 ) 在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩撮g工作的一切可逆熱機(jī)有相同的熱效率，而與工質(zhì)無(wú)關(guān)。 開(kāi)爾文－普朗克表述 Kelvin－ Planck Statement Heat reservoirs Thermal Energy Source Heat Thermal Energy Sink 冷熱源 :容量無(wú)限大，取、放熱其溫度不變 但違反了熱 力學(xué)第二定律 第二類永動(dòng)機(jī) perpetualmotion machine of the second kind 第二類永動(dòng)機(jī)：設(shè)想的從單一熱源取熱并 使之完全變?yōu)楣Φ臒釞C(jī)。 2. 開(kāi)爾文－普朗克表述 不可能 從單一熱源取熱，并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Χ?不產(chǎn)生其它變化 。 Statement and Essence of the Second Law of Thermodynamics （熱力學(xué)第二定律的表述和實(shí)質(zhì)） 熱二律的表述有 6070 種 傳 熱 熱功轉(zhuǎn)換 1851年 開(kāi)爾文－普朗克表述 熱功轉(zhuǎn)換的角度 1850年 克勞修斯表述 熱量傳遞的角度 1. 克勞修斯表述 不可能 將熱從低溫物體傳至高溫物體而 不引起其它變化 。 Such as (例如： ) a. heat transfer driven by finite temperature difference (有限溫差傳熱 ) b. work is converted into heat by friction (通過(guò)摩擦功轉(zhuǎn)變?yōu)闊?) c. Free or unrestrained expansion (空氣向真空自由膨脹 )。熱力學(xué)第一定律 （ The First Law of Thermodynamics) 能量守恒與轉(zhuǎn)換定律 能量之間數(shù)量的關(guān)系 回顧 (Review) ? 是否滿足能量守恒與轉(zhuǎn)換定律的過(guò)程一定都能自動(dòng)發(fā)生 ? ? A process must satisfy the first law of Thermodynamics to occur. (一個(gè)過(guò)程必須滿足熱力學(xué)第一定律才能發(fā)生 ) ? Satisfying the first law alone does not ensure that the process will actually take place. (但是，滿足熱力學(xué)第一定律的過(guò)程未必都能發(fā)生） ） The Direction of Spontaneous Process Statement of the Second Law of Thermodynamics Carnot cycle and Carnot Theorem 、熵增原理及熵方程 Entropy, The increase principle of Entropy and Entropy Equation Significance of Entropy and its application Chapter Second Law of Thermodynamics （第五章 熱力學(xué)第二定律） 過(guò)程的方向性 ? 溫差傳熱 (Heat Transfer under temperature difference) ? 自由膨脹 (Free Expansion) A B TA TB, A B QA QB U1=U2 QA= QB QA= QB U1=U2 √ √ 167。 Spontaneous Process （自發(fā)過(guò)程） 溫差傳熱和自由膨脹均為不平衡勢(shì)差推動(dòng)下的非準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程 ,也即不可逆過(guò)程 ? 摩擦生熱 ? 電容－電阻電路 U2=U1+mc2/2 U1=U2+mc2/2 自發(fā)過(guò)程的方向性 (Direction of Spontaneous Process) 自發(fā)過(guò)程： 不需要任何外界作用而 自動(dòng) 進(jìn)行的過(guò)程。 d. Mixing process of different substances (不同的流體混合 ) 自發(fā)過(guò)程的方向性 (Direction of Spontaneous Process) 功量 自發(fā)過(guò)程具有方向性、條件、限度 摩擦生熱 熱量 100% 熱量 發(fā)電廠 功量 40% 放熱 自發(fā)過(guò)程只能沿某一方向進(jìn)行，而不能反向自動(dòng)發(fā)生 自然界自發(fā)過(guò)程都具有方向性 Essence of the Second Law of Thermodynamics 能不能找出 共同 的規(guī)律性 ? 能不能找到一個(gè) 判據(jù) ? 自然界過(guò)程的方向性表現(xiàn)在不同的方面 熱力學(xué)第二定律 研究過(guò)程的方向性和補(bǔ)償限 167。
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