工程熱力學(xué)第四章熱力學(xué)第二定律

工程熱力學(xué)第四章熱力學(xué)第二定律第1頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一能量之間數(shù)量的關(guān)系熱力學(xué)第一定律能量守恒與轉(zhuǎn)換定律所有滿足能量守恒與轉(zhuǎn)換定律的過程是否都能自發(fā)進行2023/4/282第2頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一自發(fā)過程的方向性自發(fā)過程：不需要任何外界作用而自動進行的過程。自然界自發(fā)過程都具有方向性

熱量由高溫物體傳向低溫物體摩擦生熱水自動地由高處向低處流動電流自動地由高電勢流向低電勢2023/4/283第3頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一自發(fā)過程的方向性功量自發(fā)過程具有方向性、條件、限度摩擦生熱熱量100%熱量發(fā)電廠功量40%放熱2023/4/284第4頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一

熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)能不能找出共同的規(guī)律性?能不能找到一個判據(jù)?

自然界過程的方向性表現(xiàn)在不同的方面熱力學(xué)第二定律2023/4/285第5頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一§4-1熱二律的表述與實質(zhì)

熱功轉(zhuǎn)換

傳熱

熱二律的表述有60-70

種

1851年

開爾文－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2023/4/286第6頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一LordKelvin開爾文原名：W.湯姆遜WilliamThomson（1824-1907）英國熱二律開爾文溫度焦湯系數(shù)2023/4/287第7頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一MaxPlanckM.普朗克（1858-1947）德國發(fā)現(xiàn)能量子（量子理論）獲1918諾貝爾物理學(xué)獎2023/4/288第8頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一RudolphClausiusR.克勞修斯（1822-1888）德國熱一律熱二律2023/4/289第9頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一開爾文－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划a(chǎn)生其它影響。

熱機不可能將從熱源吸收的熱量全部轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉?，而必須將某一部分傳給冷源。理想氣體T

過程q=w冷熱源:容量無限大，取、放熱其溫度不變

2023/4/2810第10頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一理想氣體T

過程q=wT

s

p

v

1

2

熱機：連續(xù)作功構(gòu)成循環(huán)1

2

有吸熱，有放熱2023/4/2811第11頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一但違反了熱力學(xué)第二定律熱二律與第二類永動機第二類永動機：設(shè)想的從單一熱源取熱并 使之完全變?yōu)楣Φ臒釞C。這類永動機并不違反熱力學(xué)第一定律第二類永動機是不可能制造成功的環(huán)境是個大熱源2023/4/2812第12頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一克勞修斯表述

不可能將熱從低溫物體傳至高溫物體而不引起其它變化。

熱量不可能自發(fā)地、不付代價地從低溫物體傳至高溫物體。空調(diào),制冷代價：耗功2023/4/2813第13頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一兩種表述的關(guān)系開爾文－普朗克表述

完全等效!!!克勞修斯表述：違反一種表述,必違反另一種表述!!!2023/4/2814第14頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一證明1、違反開表述導(dǎo)致違反克表述

Q1’=WA+Q2’反證法：假定違反開表述熱機A從單熱源吸熱全部作功Q1=WA

用熱機A帶動可逆制冷機B

取絕對值

Q1’-Q2’=WA=Q1

Q1’-Q1=Q2’

違反克表述

T1

熱源AB冷源T2<T1

Q2’Q1’WAQ12023/4/2815第15頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一證明2、違反克表述導(dǎo)致違反開表述

WA=Q1-Q2反證法：假定違反克表述

Q2熱量無償從冷源送到熱源假定熱機A從熱源吸熱Q1

冷源無變化

從熱源吸收Q1-Q2全變成功WA

違反開表述

T1

熱源A冷源T2<T1

Q2Q2WAQ1Q2對外作功WA對冷源放熱Q22023/4/2816第16頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熱二律的實質(zhì)

?

自發(fā)過程都是具有方向性的

?

表述之間等價不是偶然，說明共同本質(zhì)

?

若想逆向進行，必付出代價2023/4/2817第17頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熱一律否定第一類永動機熱機的熱效率最大能達到多少？又與哪些因素有關(guān)？???熱一律與熱二律t

>100％不可能熱二律否定第二類永動機t

=100％不可能2023/4/2818第18頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一§4-2卡諾循環(huán)與卡諾定理法國工程師卡諾(S.Carnot)，1824年提出卡諾循環(huán)既然t

=100％不可能熱機能達到的最高效率有多少？熱二律奠基人效率最高2023/4/2819第19頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一S.卡諾

NicolasLeonardSadiCarnot（1796-1832）法國卡諾循環(huán)和卡諾定理,熱二律奠基人2023/4/2820第20頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一卡諾循環(huán)—

理想可逆熱機循環(huán)卡諾循環(huán)示意圖4-1絕熱壓縮過程，對內(nèi)作功1-2定溫吸熱過程，q1=T1(s2-s1)2-3絕熱膨脹過程，對外作功3-4定溫放熱過程，q2=T2(s2-s1)2023/4/2821第21頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一卡諾循環(huán)熱機效率卡諾循環(huán)熱機效率T1T2Rcq1q2w2023/4/2822第22頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一?

t,c只取決于恒溫?zé)嵩碩1和T2

而與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)；卡諾循環(huán)熱機效率的說明?

T1

t,c,T2

c

，溫差越大，t,c越高?

當(dāng)T1=T2，t,c=0,單熱源熱機不可能?

T1

=K,T2

=0K,t,c<100%，熱二律2023/4/2823第23頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一T0

c卡諾逆循環(huán)卡諾制冷循環(huán)T0T2制冷T0T2Rcq1q2wTss2s1T2

c

2023/4/2824第24頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一T1

’卡諾逆循環(huán)卡諾制熱循環(huán)T0T1制熱TsT1T0Rcq1q2ws2s1T0

’2023/4/2825第25頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一三種卡諾循環(huán)T0T2T1制冷制熱TsT1T2動力2023/4/2826第26頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一卡諾定理—

熱二律的推論之一定理：在兩個不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g工作的所有熱機，以可逆熱機的熱效率為最高。

卡諾提出：卡諾循環(huán)效率最高即在恒溫T1、T2下

結(jié)論正確，但推導(dǎo)過程是錯誤的

當(dāng)時盛行“熱質(zhì)說”

1850年開爾文，1851年克勞修斯分別重新證明2023/4/2827第27頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一卡諾定理推論一

在兩個不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g工作的一切可逆熱機，具有相同的熱效率，且與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。T1T2R1R2Q1Q1’Q2Q2’WR1

求證：tR1

=tR2

由卡諾定理tR1

>tR2

tR2

>tR1

WR2

只有：tR1

=tR2

tR1=tR2=

tC與工質(zhì)無關(guān)2023/4/2828第28頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一卡諾定理推論二

在兩個不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g工作的任何不可逆熱機，其熱效率總小于這兩個熱源間工作的可逆熱機的效率。T1T2IRRQ1Q1’Q2Q2’WIR

已證：tIR

>tR

只要證明tIR

=tR

反證法,假定：tIR=tR

令Q1=Q1’

則

WIR

=WR工質(zhì)循環(huán)、冷熱源均恢復(fù)原狀，外界無痕跡，只有可逆才行，與原假定矛盾。

∴

Q1’-Q1

=Q2’

-

Q2=

0

WR2023/4/2829第29頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一卡諾定理小結(jié)1、在兩個不同T的恒溫?zé)嵩撮g工作的一切

可逆熱機tR

=tC

2、不可逆熱機tIR<同熱源間工作可逆熱機tR

tIR<tR=

tC

∴在給定的溫度界限間工作的一切熱機，

tC最高

熱機極限

2023/4/2830第30頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一卡諾定理的意義

從理論上確定了通過熱機循環(huán)實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的條件，指出了提高熱機熱效率的方向，是研究熱機性能不可缺少的準繩。對熱力學(xué)第二定律的建立具有重大意義。2023/4/2831第31頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一卡諾定理舉例

A

熱機是否能實現(xiàn)1000

K300

KA2000kJ800

kJ1200

kJ可能

如果：W=1500kJ1500

kJ不可能500

kJ2023/4/2832第32頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一實際循環(huán)與卡諾循環(huán)

內(nèi)燃機

t1=2000oC，t2=300oC

tC

=74.7%

實際t

=30~40%

卡諾熱機只有理論意義，最高理想實際上T

s

很難實現(xiàn)

火力發(fā)電

t1=600oC，t2=25oC

tC

=65.9%

實際t

=40%回?zé)岷吐?lián)合循環(huán)t

可達50%2023/4/2833第33頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一§4-3克勞修斯不等式§4-3、§4-4熵、§4-5孤立系熵增原理圍繞方向性問題，不等式熱二律推論之一

卡諾定理給出熱機的最高理想熱二律推論之二

克勞修斯不等式反映方向性定義熵2023/4/2834第34頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一克勞修斯不等式克勞修斯不等式的研究對象是循環(huán)方向性的判據(jù)正循環(huán)逆循環(huán)可逆循環(huán)不可逆循環(huán)

克勞修斯不等式的推導(dǎo)2023/4/2835第35頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一克勞修斯不等式的推導(dǎo)（1）可逆循環(huán)1、正循環(huán)（卡諾循環(huán)）T1T2RQ1Q2W吸熱

∴

2023/4/2836第36頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一克勞修斯不等式的推導(dǎo)（2）不可逆循環(huán)1、正循環(huán)T1T2RQ1Q2W吸熱

∴

假定Q1=Q1’

，tIR

<tR，W’<W

∵可逆時IRW’Q1’Q2’2023/4/2837第37頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一克勞修斯不等式的推導(dǎo)（1）可逆循環(huán)2、反循環(huán)（卡諾循環(huán)）T1T2RQ1Q2W放熱

∴

211QQT=T22023/4/2838第38頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一克勞修斯不等式的推導(dǎo)（2）不可逆循環(huán)2、反循環(huán)T1T2RQ1Q2W放熱

∴

假定Q2

=Q2’

W’>W

可逆時IRW’Q1’Q2’211QQT=T22023/4/2839第39頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一克勞修斯不等式推導(dǎo)總結(jié)可逆

=不可逆

<正循環(huán)（可逆、不可逆）吸熱反循環(huán)（可逆、不可逆）放熱???2023/4/2840第40頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一克勞修斯不等式

一般的循環(huán)∴對任意循環(huán)克勞修斯不等式將循環(huán)用無數(shù)組s

線細分，abfga近似可看成卡諾循環(huán)

可逆循環(huán)=0

不可逆循環(huán)<0;

不可能>0熱源溫度熱二律表達式之一2023/4/2841第41頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一

克勞修斯不等式例題

A

熱機是否能實現(xiàn)1000

K300

KA2000

kJ800

kJ1200

kJ可能

如果：W=1500kJ1500

kJ不可能500

kJ注意：熱量的正和負是站在循環(huán)的立場上2023/4/2842第42頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一§4-4熵?zé)岫赏普撝?/p>

卡諾定理給出熱機的最高理想熱二律推論之二

克勞修斯不等式反映方向性熱二律推論之三

熵反映方向性2023/4/2843第43頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熵的導(dǎo)出定義：熵于19世紀中葉首先克勞修斯(R.Clausius)引入，式中S從1865年起稱為entropy，由清華劉仙洲教授譯成為“熵”。小知識克勞修斯不等式可逆過程，，代表某一狀態(tài)函數(shù)。=可逆循環(huán)<不可逆循環(huán)比熵2023/4/2844第44頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熵的物理意義定義：熵可逆條件下：熱源溫度=工質(zhì)溫度比熵克勞修斯不等式可逆時熵變表示可逆過程中熱交換的方向和大小熵的物理意義2023/4/2845第45頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熵是狀態(tài)量可逆循環(huán)pv12ab熵變與路徑無關(guān),只與初終態(tài)有關(guān)2023/4/2846第46頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一不可逆過程S與傳熱量的關(guān)系任意不可逆循環(huán)(1a2-IR；2b1-R;1a2b1-IR)pv12ab=可逆>不可逆2023/4/2847第47頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一S與傳熱量的關(guān)系=可逆>不可逆<不可能熱二律表達式之一對于循環(huán)克勞修斯不等式除了傳熱,還有其它因素影響熵不可逆絕熱過程不可逆因素會引起熵變化=0總是熵增針對過程2023/4/2848第48頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熵流和熵產(chǎn)對于任意微元過程有：=：可逆過程>：不可逆過程定義熵產(chǎn)：純粹由不可逆因素引起結(jié)論：熵產(chǎn)是過程不可逆性大小的度量。熵流：永遠熱二律表達式之一2023/4/2849第49頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熵流、熵產(chǎn)和熵變?nèi)我獠豢赡孢^程可逆過程不可逆絕熱過程可逆絕熱過程不易求2023/4/2850第50頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熵變的計算方法理想氣體僅可逆過程適用Ts1234任何過程2023/4/2851第51頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一§4-5

孤立系統(tǒng)熵增原理孤立系統(tǒng)無質(zhì)量交換結(jié)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一2023/4/2852第52頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一為什么用孤立系統(tǒng)？孤立系統(tǒng)=非孤立系統(tǒng)+相關(guān)外界=：可逆過程>：不可逆過程最常用的熱二律表達式2023/4/2853第53頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一孤立系熵增原理舉例(1)傳熱方向(T1→T2)QT2T1用克勞修斯不等式用用用沒有循環(huán)不好用不知道2023/4/2854第54頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一孤立系熵增原理舉例(1)QT2T1取熱源T1和T2為孤立系當(dāng)T1>T2可自發(fā)傳熱當(dāng)T1<T2不能傳熱當(dāng)T1=T2可逆?zhèn)鳠?023/4/2855第55頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一孤立系熵增原理舉例(2)兩恒溫?zé)嵩撮g工作的可逆熱機Q2T2T1RWQ1功源2023/4/2856第56頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一孤立系熵增原理舉例(2)Q2T2T1RWQ1功源STT1T2兩恒溫?zé)嵩撮g工作的可逆熱機2023/4/2857第57頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一孤立系熵增原理舉例(3)T1T2RQ1Q2W假定Q1=Q1’

，tIR

<tR，W’<W

∵可逆時IRW’Q1’Q2’兩恒溫?zé)嵩撮g工作的不可逆熱機2023/4/2858第58頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一孤立系熵增原理舉例(3)T1T2IRW’Q1’Q2’兩恒溫?zé)嵩撮g工作的不可逆熱機STT1T2RQ1Q2W2023/4/2859第59頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一孤立系熵增原理舉例(4)功熱是不可逆過程T1WQ功源單熱源取熱功是不可能的2023/4/2860第60頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一孤立系熵增原理舉例(5)Q2T2T0WQ1功源冰箱制冷過程若想必須加入功W,使2023/4/2861第61頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一作功能力損失RQ1Q2WR卡諾定理tR>

tIR

可逆T1T0IRWIRQ1’Q2’作功能力:以環(huán)境為基準,系統(tǒng)可能作出的最大功假定Q1=Q1’

，WR

>WIR

作功能力損失2023/4/2862第62頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一作功能力損失T1T0RQ1Q2WIRW’Q1’Q2’假定Q1=Q1’

，WR>WIR

作功能力損失2023/4/2863第63頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一

§4-6熵方程閉口系開口系out(2)in(1)ScvQW穩(wěn)定流動2023/4/2864第64頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熱二律討論熱二律表述(思考題1)“功可以全部轉(zhuǎn)換為熱,而熱不能全部轉(zhuǎn)換為功”溫度界限相同的一切可逆機的效率都相等?一切不可逆機的效率都小于可逆機的效率?理想T

(1)體積膨脹,對外界有影響

(2)不能連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)換為功2023/4/2865第65頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熵的性質(zhì)和計算不可逆過程的熵變可以在給定的初、終態(tài)之間任選一可逆過程進行計算。熵是狀態(tài)參數(shù)，狀態(tài)一定，熵有確定的值；

熵的變化只與初、終態(tài)有關(guān)，與過程的路徑無關(guān)熵是廣延量2023/4/2866第66頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熵的表達式的聯(lián)系?

可逆過程傳熱的大小和方向?不可逆程度的量度作功能力損失?孤立系?過程進行的方向?循環(huán)克勞修斯不等式2023/4/2867第67頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熵的問答題?任何過程，熵只增不減?若從某一初態(tài)經(jīng)可逆與不可逆兩條路徑到達同一終點，則不可逆途徑的S必大于可逆過程的S?可逆循環(huán)S為零，不可逆循環(huán)S大于零╳╳╳?不可逆過程S永遠大于可逆過程S╳2023/4/2868第68頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一判斷題（1）?若工質(zhì)從同一初態(tài)，分別經(jīng)可逆和不可逆過程，到達同一終態(tài)，已知兩過程熱源相同，問傳熱量是否相同？相同初終態(tài)，s相同=：可逆過程>：不可逆過程熱源T相同相同2023/4/2869第69頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一判斷題（2）?若工質(zhì)從同一初態(tài)出發(fā)，從相同熱源吸收相同熱量，問末態(tài)熵可逆與不可逆誰大？相同熱量，熱源T相同=：可逆過程>：不可逆過程相同初態(tài)s1相同2023/4/2870第70頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一判斷題（3）?若工質(zhì)從同一初態(tài)出發(fā)，一個可逆絕熱過程與一個不可逆絕熱過程，能否達到相同終點？可逆絕熱不可逆絕熱STp1p2122’2023/4/2871第71頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一判斷題（4）?理想氣體絕熱自由膨脹，熵變？典型的不可逆過程AB真空2023/4/2872第72頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一

可逆與不可逆討論(例1)可逆熱機2000

K300

K100

kJ15

kJ85

kJ2023/4/2873第73頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一

可逆與不可逆討論(例1)可逆熱機2000

K300

K100

kJ15

kJ85

kJ

Scycle=0,Siso=0ST2023/4/2874第74頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一

可逆與不可逆討論(例2)2000

K300

K100

kJ15

kJ85

kJ不可逆熱機83

kJ17

kJ由于膨脹時摩擦摩擦耗功2kJ當(dāng)T0=300K作功能力損失=T0Siso=

2kJ2023/4/2875第75頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一§4-7Ex及其計算1956，I.RantI.郎特AvailableEnergy

EnergyExergy

東南大學(xué)夏彥儒教授翻譯

如何評價能量價值???

Availability

Anergy

可用能

可用度

火無

火用

2023/4/2876第76頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一三種不同品質(zhì)的能量

1、可無限轉(zhuǎn)換的能量如：機械能、電能、水能、風(fēng)能理論上可以完全轉(zhuǎn)換為功的能量高級能量

2、不能轉(zhuǎn)換的能量理論上不能轉(zhuǎn)換為功的能量

如：環(huán)境（大氣、海洋）

3、可有限轉(zhuǎn)換的能量理論上不能完全轉(zhuǎn)換為功的能量低級能量

如：熱能、焓、內(nèi)能（Ex）（An）（Ex+An）2023/4/2877第77頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一Ex與An

Ex的定義

當(dāng)系統(tǒng)由一任意狀態(tài)可逆地變化到與給定環(huán)境相平衡的狀態(tài)時，理論上可以無限轉(zhuǎn)換為任何其它能量形式的那部分能量，稱為Ex

100%相互轉(zhuǎn)換

功

能量中除了

Ex

的部分，就是

An

Ex作功能力2023/4/2878第78頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一Ex——作功能力

環(huán)境一定，能量中最大可能轉(zhuǎn)換為功的部分500

K100

kJ1000

K100

kJT0=293

KT0=293

K2023/4/2879第79頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熱一律和熱二律的Ex含義

一切過程，Ex+An總量恒定熱一律：

熱二律：在可逆過程中，Ex保持不變

在不可逆過程中，部分Ex轉(zhuǎn)換為An

Ex損失、作功能力損失、能量貶值任何一孤立系，Ex只能不變或減少，不能增加——

孤立系Ex減原理

由An轉(zhuǎn)換為Ex不可能2023/4/2880第80頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熱量的Ex與An

1、恒溫?zé)嵩碩下的

Q

ExQ:Q中最大可能轉(zhuǎn)換為功的部分

TST0ExQAnQ

卡諾循環(huán)的功

T2023/4/2881第81頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熱量的Ex與An

2、變溫?zé)嵩聪碌?/p>

QTST0ExQAnQ

微元卡諾循環(huán)的功

2023/4/2882第82頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一熱量的Ex與An的說明

1、Q中最大可能轉(zhuǎn)換為功的部分，就是ExQTST0ExQAnQ2、

ExQ=

Q-T0S

=

f(Q,T,T0

)是過程量Ex損失

3、外界不發(fā)生變化條件下單熱源熱機不能作功

T=T0,ExQ=0

4、Q

一定，

T

下降,

Ex

損失，作功能力損失Q,T0一定，T

ExQT,T0一定,Q

ExQ2023/4/2883第83頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一穩(wěn)定流動工質(zhì)的焓Ex與Anwsws’

ws’’T0流量1kg的工質(zhì)，初狀態(tài)為h1,s1,c1,z1exh=?經(jīng)穩(wěn)定流動，與環(huán)境達到平衡，狀態(tài)為h0,s0,c0,z0，過程中放熱為

,對外作功為ws假定

通過可逆熱機作功ws’

exh=

ws’’=ws+ws’12023/4/2884第84頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一穩(wěn)定流動工質(zhì)的焓Ex與Anwsws’

ws’’T01

熱一律：

熱二律：

一般動、位能變化忽略

2023/4/2885第85頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一穩(wěn)定流動工質(zhì)的焓Ex與An的說明

1）穩(wěn)流工質(zhì)的焓h1-h0，只有一部分是exh

焓anh=T0(s1-s0)

2）當(dāng)環(huán)境p0,T0一定，exh是狀態(tài)參數(shù)

3）當(dāng)工質(zhì)狀態(tài)與環(huán)境相平衡，焓exh=0

4）由初態(tài)1

終態(tài)2的可逆過程，工質(zhì)作的最大功2023/4/2886第86頁，共98頁，2023年，2月20日，星期一穩(wěn)定流動工質(zhì)的焓Ex舉例壓氣機燃氣輪機燃燒室t1=900℃p1