孤立系統(tǒng)熵增原理

1、第三節(jié) 孤立系統(tǒng)熵增原理一、不可逆過程中熵的變化對可逆過程，熵變化主要由熱量引起，吸熱熵增加，放熱熵減少。對不可逆過程T熵流：工質與外界熱量交換引起的熵變化。熵產(chǎn)：由于不可逆因素引起的熵變化。Wl為不可逆因素引起的功的損失。1關于熵流和熵產(chǎn)1、熵流：dSf是由于系統(tǒng)與外界發(fā)生熱交換，熱流引起的熵的變化，稱為熵流。系統(tǒng)吸熱， dSf 0；系統(tǒng)放熱， dSf 0；系統(tǒng)絕熱， dSf 0。2.熵產(chǎn)： dSg是由于不可逆因素的存在而引起的熵的增加，稱為熵產(chǎn)。對于不可逆過程，dSg0；對于可逆過程，dSg0。熵產(chǎn)過程不可逆性大小的度量與表征。不可逆性越大，熵產(chǎn)也越大。表示傳熱的方向有：等號適于可逆過程，

2、不等號適于不可逆過程。不同逆程度越深，功的損失越大，熵產(chǎn)越大。注意：熵產(chǎn)永遠為正，而熵流可正可負。2熵流、熵產(chǎn)和熵變任意不可逆過程可逆過程不可逆絕熱過程可逆絕熱過程不易求3熵變的計算方法理想氣體僅可逆過程適用Ts1234任何過程4三、孤立系統(tǒng)熵增原理孤立系統(tǒng)無質量交換結論：孤立系統(tǒng)的熵只能增大，或者不變， 絕不能減小，這一規(guī)律稱為孤立系統(tǒng) 熵增原理。無熱量交換無功量交換=：可逆過程：不可逆過程熱二律表達式之一5孤立系熵增原理舉例(1)有溫差傳熱(T1T2)QT2T1用用用不好用不知道6孤立系熵增原理舉例(1)QT2T1取熱源T1和T2為孤立系當T1T2可自發(fā)傳熱當T1T2不能傳熱當T1=T2可

3、逆?zhèn)鳠?孤立系熵增原理舉例(1)QT2T1取熱源T1和T2為孤立系STT1T28孤立系熵增原理舉例(2)設某熱機通過工質進行一個循環(huán)，從熱源吸熱Q1，向冷源放熱Q2，對外作功W，把熱源、冷源、工質、熱機劃為一個孤立系統(tǒng)，則：熱源的熵變：（熱源放出熱量給工質，熵減少）工質的熵變：（經(jīng)過一個循環(huán)，工質的熵不變） 冷源的熵變：（冷源吸收熱量，熵增大）9進行一個循環(huán)后：可逆時：不可逆時：孤立系熵增原理舉例(2)10孤立系熵增原理舉例(3)功熱是不可逆過程T1WQ功源單熱源取熱功是不可能的11孤立系熵增原理舉例(4)Q2T2T0WQ1功源冰箱制冷過程若想必須加入功W,使124-5 熱量的作功能力熱力學第

4、二定律實質上說明了在轉變?yōu)楣Φ哪芰Ψ矫妫鞣N形式的能的轉換能力是不同的，并不都具有可用性。機械能可以全部轉變?yōu)楣哂型耆捎眯裕瑹崮懿痪哂型耆捎眯?。熱能所轉換為功的最高極限為：我們將Qa稱之為熱量的作功能力或可用能其余部分稱之為廢熱或無效能13熱量作功損失與孤立系熵增之間的關系為：當孤立系統(tǒng)內實施某不可逆過程時，不可逆因素造成了能量品質的下降，使孤立系統(tǒng)的總熵增加。故孤立系的熵增量可作為過程不可逆所導致的可用能減少的量度，是系統(tǒng)不可以程度的量度。4-5 熱量的作功能力14熱量作功能力損失舉例Q熱量傳熱前（A物體）TTATBT0S123456123有溫差傳熱作功能力損失示意圖TATB作功能力：無效能：Q熱量不等溫傳熱后（B物體）作功能力為：無效能為：15由此可見，由于孤立系統(tǒng)內的不可逆過程（有溫差傳熱），導致了熱量作功能力損失，或者說無效能的增加。因為故有：作功能力降低無效能增加如電廠中鍋爐中，煙溫1500，而水蒸汽不到600；屬大溫差的不可逆?zhèn)鳠徇^程，必然導致作功能力的損失。故現(xiàn)代最廠盡量向高參數(shù)發(fā)展，以減小作功損失。16本章小結熱力循環(huán)及正、逆向循環(huán)；熱二定律的表述、實質和表達式；卡諾循環(huán)組成及熱效率計算，與卡諾定理的內容與結論及應用；孤立系統(tǒng)熵增原理的內涵，熵流與熵產(chǎn)；不可逆過程的熵增?？捎媚軣o效能概念，