孤立系統(tǒng)熵增原理正規(guī)版資料

孤立系統(tǒng)(xìtǒng)熵增原理第一頁，共18頁。關于(guānyú)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(yīnsù)的存在而引起的熵的增加，稱為熵產(chǎn)。對于不可逆過程，dSg＞0；對于可逆過程，dSg＝0。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(chuánrè)的方向有：等號適于可逆過程，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。第二頁，共18頁。熵流、熵產(chǎn)和熵變任意(rènyì)不可逆過程可逆過程不可逆絕熱過程(juérèɡuòchénɡ)可逆絕熱過程(juérèɡuòchénɡ)不易求第三頁，共18頁。熵變的計算方法理想氣體(lǐxiǎnɡqìtǐ)僅可逆過程適用(shìyòng)Ts1234任何(rènhé)過程第四頁，共18頁。三、孤立系統(tǒng)(xìtǒng)熵增原理孤立(gūlì)系統(tǒng)無質量(zhìliàng)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第五頁，共18頁。孤立系統(tǒng)(xìtǒng)熵增原理不好(bùhǎo)用系統(tǒng)放熱，dSf＜0；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；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：關于(guānyú)熵流和熵產(chǎn)（經(jīng)過一個循環(huán)，工質的熵不變）孤立系統(tǒng)熵增原理的內涵，熵流與熵產(chǎn)；不好(bùhǎo)用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。孤立系熵增原理(yuánlǐ)舉例(1)孤立系熵增原理(yuánlǐ)舉例(1)熱量作功能力(nénglì)損失舉例三、孤立系統(tǒng)(xìtǒng)熵增原理（熱源放出熱量給工質，熵減少）屬大溫差的不可逆?zhèn)鳠徇^程，必然導致作功能力的損失。孤立系熵增原理(yuánlǐ)舉例(1)有溫差(wēnchā)傳熱(T1>T2)QT2T1用用用不好(bùhǎo)用不知道第六頁，共18頁。孤立系熵增原理(yuánlǐ)舉例(1)QT2T1取熱源(rèyuán)T1和T2為孤立系當T1>T2可自發(fā)(zìfā)傳熱當T1<T2不能傳熱當T1=T2可逆?zhèn)鳠岬谄唔?，?8頁。孤立系熵增原理(yuánlǐ)舉例(1)QT2T1取熱源(rèyuán)T1和T2為孤立系STT1T2第八頁，共18頁。孤立系熵增原理(yuánlǐ)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(xīshōu)熱量，熵增大）第九頁，共18頁。進行一個(yīɡè)循環(huán)后：可逆時：不可逆時：孤立系熵增原理(yuánlǐ)舉例(2)第十頁，共18頁。孤立系熵增原理(yuánlǐ)舉例(3)功熱是不可逆過程T1WQ功源單熱源(rèyuán)取熱功是不可能的第十一頁，共18頁。孤立系熵增原理(yuánlǐ)舉例(4)Q2T2T0WQ1功源冰箱制冷(zhìlěng)過程若想必須加入功W,使第十二頁，共18頁。4-5熱量(rèliàng)的作功能力熱力學第二定律實質上說明了在轉變?yōu)楣Φ哪芰Ψ矫?，各種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?，熱能不具有完全可用性。熱能所轉換為功的最高極限(jíxiàn)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第十三頁，共18頁。熱量作功損失(sǔnshī)與孤立系熵增之間的關系為：當孤立(gūlì)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(gūlì)系統(tǒng)的總熵增加。故孤立(gūlì)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(rèliàng)的作功能力第十四頁，共18頁。熱量作功能力(nénglì)損失舉例Q熱量傳熱(chuánrè)前（A物體）TTATBT0S1234561’2’3’有溫差傳熱作功能力(nénglì)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：第十五頁，共18頁。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(rèliàng)作功能力損失，或者說無效能的增加。因為(yīnwèi)故有：作功能力(nénglì)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。第十六頁，共18頁。（經(jīng)過一個循環(huán)，工質的熵不變）孤立系熵增原理(yuánlǐ)舉例(1)僅可逆過程適用(shìyòng)關于(guānyú)熵流和熵產(chǎn)熵增原理。理想氣體(lǐxiǎnɡqìtǐ)熱力學第二定律實質上說明了在轉變?yōu)楣Φ哪芰Ψ矫?，各種形式的能的轉換能力是不同的，并不都具有可用性。表示傳熱(chuánrè)的方向作功能力(nénglì)降低不好(bùhǎo)用習題(xítí)P63（經(jīng)過一個循環(huán)，工質的熵不變）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。不可逆絕熱過程(juérèɡuòchénɡ)孤立系統(tǒng)熵增原理的內涵，熵流與熵產(chǎn)；有溫差(wēnchā)傳熱(T1>T2)本章(běnzhānɡ)小結熱力循環(huán)及正、逆向循環(huán)；熱二定律的表述(biǎoshù)、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