工程熱力學：第十一次課-熱力學第二定律_1

1、The Second Law of Thermodynamics第五章熱力學第二定律2判斷正誤3. 功的能質(zhì)比熱高1. 過程的方向性即不可逆性壓2. 自發(fā)過程的逆過程一定不能實現(xiàn)4. 熱力學第二定律的各種表述是等價的5. 系統(tǒng)從單一熱源吸熱不可能全部轉(zhuǎn)為功6.工質(zhì)不同的可逆機的熱效率不等第五章 熱力學第二定律5-1. 概述5-2. 第二定律兩種典型表述5-3. 卡諾定理5-4. 熱力學溫標5-5. 卡諾循環(huán)5-75-6. 熵5-1. 概述自發(fā)過程的方向性 重物下落，水溫升高;水溫下降，重物升高？只要重物位能增加等于水的內(nèi)能減少，不違反第一定律。電流通過電阻，產(chǎn)生熱量對電阻加熱，電阻內(nèi)產(chǎn)生反向電

2、流？只要電能等于于加入熱能，不違反第一定律。在一定條件下實際發(fā)生的過程不可逆性熱傳遞的不可逆OK!stop非自發(fā)過程QQ?No！自發(fā)過程改變條件使原自發(fā)過程逆向運行的過程單熱源循環(huán)機熱功轉(zhuǎn)換的不可逆sT14234132Ts理想循環(huán)機OK!內(nèi)部可逆循環(huán)NO!熱源熱轉(zhuǎn)功的最大轉(zhuǎn)換效率是多少？動力循環(huán)：熱效率T1T2Q1WQ21423Ts第二定律要解決什么問題?能揭示過程進行的方向、條件和限度 能對能量的品質(zhì)進行度量并得到能質(zhì)變化、傳遞和貶值的規(guī)律能質(zhì)高能質(zhì)低能質(zhì)高能質(zhì)低5-2. 第二定律兩種典型表述自發(fā)現(xiàn)象不可逆功變熱不可逆熱傳遞不可逆電變熱不可逆?zhèn)髻|(zhì)不可逆生命運動不可逆社會發(fā)展不可逆熱力學第二定

3、律可有多種表述（現(xiàn)象），但本質(zhì)上是一致的熱力學第二定律的開爾文表述(1851)循環(huán)熱機從單一熱源吸熱并使之完全變成功而不產(chǎn)生其它影響是不可能的第二類永動機Engine熱源第二類永動機（Perpetual Motion of the Second Kind）是不可能實現(xiàn)的NO!單一熱源吸熱也能轉(zhuǎn)變?yōu)楣]全變?yōu)楣ΣΝh(huán)境產(chǎn)生了影響理想氣體可逆等溫膨脹環(huán)境一個熱源,吸收熱量全部轉(zhuǎn)變成功但不能構(gòu)成循環(huán)熱力學第二定律的克勞修斯表述(1850)熱量不能自動地不花代價地從較冷的物體移到較熱的物體Cooler高溫熱源NO!YES！代價低溫熱源開爾文表述與克勞修斯表述的等效性A=開B=克5-3. 卡諾定理熱機的

4、最大可能效率是多少？推論一：在兩個熱源間的可逆機的效率都相等，與可逆循環(huán)的種類無關(guān)，與采用哪種工質(zhì)也無關(guān)。定理：在兩個熱源間的任何熱機的效率不大于可逆機的效率推論二：在兩個熱源間的不可逆機的效率小于可逆機的效率卡諾定理的證明熱源溫度和系統(tǒng)溫度有何關(guān)系？任何可逆若高溫熱源高溫熱源低溫熱源低溫熱源推論一的證明：不可逆令由卡定理且推論二的證明：令則若復合系可逆I系可逆高溫熱源高溫熱源低溫熱源低溫熱源5-4. 熱力學溫標由卡推一可逆機C=A+B5-4. 熱力學溫標(P190)測溫函數(shù)（人為） 設(shè)測溫物性 取熱力學溫標令三相點可逆 如何量測熱力學溫度？P146理想氣體溫標令5-5. 卡諾循環(huán)兩恒溫熱源間的可逆循環(huán)一、卡諾循環(huán)及其熱效率12Ts34討論：2）3）第二類永動機不可能制成。 4）實際循環(huán)不可能實現(xiàn)卡諾循環(huán)，原因： a）一切過程不可逆； b）氣體實施等溫吸熱，等溫放熱困難； c）氣體卡諾循環(huán)wnet太小，若考慮摩擦， 輸出凈功極微。 5）卡諾循環(huán)指明了一切熱機提高熱 效率的方