第五章熱力學(xué)第二定律thesecondlawofthermodynamics-在線瀏覽
2024-12-20 12:20本頁面
【正文】 ?c 2 3 c0 c 2 3 0 cT s TT T s T T???? ? ?1c? 可 大 于 ， 小 于 ， 或 等 于Tc↑ TTc ↓ ↑ c?13 供暖系數(shù) ： 39。1? ?TR↓ TRT0 ↓ ↑ c39。 定理 2： 在同為溫度 T1的熱源和同為溫度 T2的冷源 間工作的 一切不可逆循環(huán) ，其熱效率必 小 于可逆循環(huán)熱效率 。 例 A440155 16 五、多熱源可逆循環(huán) 1. 平均吸（放）熱溫度 ? ?2 m 2 11 dq T s T s s? ? ??注意： 1） Tm 僅在可逆過程中有意義 12m 2TTT ??2. 多熱源可逆循環(huán) 2t11 2 1111 2 1q B m nq A m n? ? ? ? ?面 積面 積21m21dTsTss???m L Lm H H1 1 1TTq r m n qo p m n o T T? ? ? ? ? ?面 積面 積2) 17 循環(huán)熱效率歸納： ne t 2t111w qqq? ? ? ?mm1 TT?? 放吸LH1 TT??討論：熱效率 適用于一切工質(zhì)，任意循環(huán) 適用于多熱源可逆循環(huán)，任意工質(zhì) 適用于卡諾循環(huán)，概括性卡諾循環(huán) ,任意工質(zhì) 18 5–3 熵和熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 一、熵是狀態(tài)參數(shù) 1. 證明 ： 任意可逆過程可用一組 初、終態(tài)相同的由可逆 絕熱及等溫過程組成的 過程替代。 需證明： 1a及 1abc2的功和熱量 分別相等。 rδ 0qT???rδ 0qT???結(jié)合克氏等式，有 例 A443233 克勞修斯不等式 24 三、熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 rδ 0qT ??2212 11rδd qssT? ? ???1 2 2 1rrδ δ 0ABqqTT? ? ???1 2 2 1rrδ δABqqTT? ? ??? 1 2 1 2rrδ δABqqTT????211 2 1 2rδ δRABqq ssTT? ? ? ???rδ0 qT? ?rδd qsT?25 所以 2211rrrδδdδ0qssTqsTqT??????可逆“ =” 不可逆，不等號 第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式 討論 ： 1) 違反上述任一表達(dá)式就可導(dǎo)出違反第二定律； 2） 熱力學(xué)第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式給出了熱過程的 方向判據(jù)。s2（ 可逆達(dá) 終態(tài)），如： 22gg11l n l n l n 2V Tvs c R RTv? ? ? ?g l n 2sR??0??? sTqq=0 3) 221 1rδ qssT?? ?并不意味著 IRR ss ,12,12 ???因?yàn)椋? 27 3） 由克氏不等式 1 2 2 1rrδ δ 0ABI R RqqTT????與第二定律表達(dá)式相反 ！？ 2 1 2 1rrδ δ 0ABI R RqqTT? ? ? ???2 1 2 1rrδBAR I RqqTT?????12 21rδAIRqssT? ? ? ?28 四、不可逆過程熵差計(jì)算 421432132121ssssss BA??????????? 即設(shè)計(jì)一組或一個(gè)初、終態(tài)與 不可逆過程相同的可逆過程，計(jì) 算該組可逆過程的熵差即可。 grδd δqssT? ? ?fgδδss?? fgs s s? ? ? ?（熱）熵流 30 sg—熵產(chǎn)， 非負(fù) 不可逆 “ +” 可逆 “ 0” 系統(tǒng)進(jìn)行 不可逆過程 造成系統(tǒng)熵的增加 例 ： 若 TA = TB， 可逆，取 A為系統(tǒng) 21δAAARSTT? ? ? ??22f 11δδr B B AQ Q Q QST T T T?? ? ? ? ???g 0S ?31 取 B為系統(tǒng) 21δBBBRSTT? ? ??若 TATB， 不可逆，取 A為系統(tǒng) 21δAAARSTT? ? ? ??22f 11rδ δA A BQ Q Q QST T T T? ? ? ???g 0S ?22f 11rδ δBBQ Q QST T T? ? ? ???gf11 0A B B AS S S QT T T T? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?32 所以，單純傳熱，若可逆，系統(tǒng)熵變等于熵流；若不可逆系統(tǒng)熵變大于熵流，差額部分由不可逆熵產(chǎn)提供。由于一切實(shí)際過程不可逆，所以熵在能量轉(zhuǎn)移 過程中自發(fā)產(chǎn)生（熵產(chǎn)）， 因此熵是不守恒的，熵產(chǎn)是 熵方程的核心 。 37 3）一切實(shí)際過程都不可逆，所以可 根據(jù)熵增原理判 別過程進(jìn)行的方向 ； 討論： 1） 孤立系統(tǒng)熵增原理 ΔSiso=Sg ≥ 0， 可作為 第二定律 的 又一數(shù)學(xué)表達(dá)式，而且是 更基本的一種表達(dá)式 ； 2） 孤立系統(tǒng)的熵增原理可推廣到閉口絕熱系； 4） 孤立系統(tǒng)中一切過程 均不改變其總內(nèi)部儲能，即 任意過程中 能量守恒 。例 38 nTqsq 11 ??? 熱熱源：失12i soHL12HL00qqsTTqqTT? ? ? ? ?? ?
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1