熱工基礎(chǔ)a第四章(熱力學(xué)第二定律)西南交大載運(yùn)-在線瀏覽
2024-09-14 18:00本頁面
【正文】 進(jìn)行，而絕不能朝著能量品質(zhì)升高的方向進(jìn)行。 非自發(fā)過程 : 使能量品質(zhì)升高，不能自發(fā)進(jìn)行的過程 . 包括 : 所有自發(fā)過程的逆過程 ∴ 一切自發(fā)過程都是不可逆的。 例如 ：熱能變?yōu)闄C(jī)械能 (熱力發(fā)動(dòng)機(jī) )必須損失一部分熱能 (高溫向低溫傳熱 )的自發(fā)過程作為補(bǔ)償； 低溫物體向高溫物體傳熱（ 制冷機(jī) ）必須消耗外功 ( 功變熱 )的自發(fā)過程作為補(bǔ)償。 ∴ 研究減少補(bǔ)償量是本課的宗旨 而可逆過程所需的補(bǔ)償量是 最小補(bǔ)償量 。 只有同時(shí)遵循熱力學(xué)第一、第二定律的過程 才有可能發(fā)生和進(jìn)行。 熱力學(xué)第二定律的表述有很多種，各種表述雖形式不同，但本質(zhì)相同 ,是等效的 。 二、熱力學(xué)第二定律的表述 2. 開爾文－普朗克說法： 不可能 從單一熱源吸熱，并使之連續(xù)不斷地全部轉(zhuǎn)化 為有用功 ,而不留下任何變化 （ “ 變化” 就是動(dòng)力循環(huán)需向環(huán)境 放熱 用高溫向低溫傳熱的自發(fā)過程補(bǔ)償）。 一、熱力循環(huán) 封閉的熱力過程 稱為循環(huán) , 循環(huán)分正循環(huán)和逆循環(huán) 。 循環(huán)有效性指標(biāo) （適用于任意循環(huán)） ： 制 冷系數(shù) (制 冷機(jī) ) 供熱系數(shù) (熱 泵 ) 21202qqqwq????21101qqqwq?????139。 ② ∵ T1?， T20， ∴ 1?tc? ； ③ T2＝ T1時(shí)， 0?tc? ； 故 熱不能全部變?yōu)楣?, 吸入熱量分為兩部分 : 有用部分 (1T2/T1)q 稱為熱量的 作功能力 (熱量 火 用 ) 無用部分 (T2/T1)q 稱為 無用能 (熱量 火 無 ) T1↑, 熱量品位 ↑,有用能 ↑, 無用能 ↓ 說明單一熱源不能連續(xù)作功 ⑤ 要作功必須排給冷源 q2, 說明必須有自發(fā)過程作補(bǔ)償 2. 卡諾定理 定理一： 在兩個(gè)恒溫?zé)嵩?T1 、 T2間工作的所有可逆熱機(jī)， 則有 : ?? )(2)(1 可逆可逆 tt ?? …… 定理二： 在兩個(gè)恒溫?zé)嵩?T1 、 T2間工作的所有可逆熱機(jī)， 若A為任何熱機(jī)（可逆或不可逆）， B為可逆熱機(jī)，則有 tA? ≯ tB?定理二證明思路：利用反證法證明。是一切熱機(jī) 可望而不可及 的奮斗目標(biāo) ! 三、變溫?zé)嵩吹目赡嫜h(huán) 在兩個(gè)非恒溫的 變溫?zé)嵩?間 進(jìn)行一個(gè) 任意 可逆循環(huán) abcda dsTq abc 2 ?? （均取正值） 令 11 qsT ??則 ,s dsTT a b c?? ? 2 則 概括性卡諾循環(huán) 式中 1T ——平均加熱溫度； 2T ——平均放熱溫度。 2）在兩個(gè)相同的溫度界限間工作的一切可逆熱 機(jī)中，卡諾熱機(jī)的熱效率最高。 ( 對(duì)于任意的可逆循環(huán)，經(jīng)過 P6 圖 ，可以推導(dǎo)出與卡諾循環(huán)相同的結(jié)果 ) 熵的定義式為 : TQdS re ??? J/k（或 kJ/k） Tqds re ??? J/（ kgk） ] 式中 T 熱源溫度（可逆換熱過程中等于工質(zhì)溫度） 適用微元 可逆過程 對(duì) 卡諾循環(huán) ，則可導(dǎo)得 ? ? 0TQ? 對(duì)于 可逆等溫 過程 : Δ S= ∫δQ／ T 即 ΔS= Q／ T Δ s= ∫δq／ T 即 Δs= q／ T 對(duì)簡單可壓縮系統(tǒng)任意過程熵變計(jì)算式 ??????????dpdhqpdduqdsTq
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