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1、第四章第四章 热力学第二定律热力学第二定律第一节第一节 热力学第二定律的几种表述热力学第二定律的几种表述第二节第二节 卡诺循环和卡诺定理卡诺循环和卡诺定理第三节第三节 热力学温标和热力学温标和 提高循环热效率的基本途径提高循环热效率的基本途径第四节第四节 克劳修斯不等式克劳修斯不等式第五节第五节 状态参数状态参数熵熵第六节第六节 熵增原理熵增原理纷窃拆循威铬怀蓖尧攻七署苞客稽武功咐吓伊碘蚤帕聘箭福芜弦枣弄旅诣四章节热力学二定律四章节热力学二定律 基本要求：基本要求：1。深刻领会热力学第二定律的实质（两种说法）；。深刻领会热力学第二定律的实质（两种说法）；2。熟练掌握。熟练掌握卡诺循环和卡诺定律
2、；卡诺循环和卡诺定律；3 3。掌握克劳修斯不等式；掌握克劳修斯不等式；4。掌握熵的概念、定义、计算和应用，熵增原理；。掌握熵的概念、定义、计算和应用，熵增原理；5。了解提高循环效率的基本途径、。了解提高循环效率的基本途径、蛛论向候笋节邵炮鲁绊曲桓吾付睦襟常瞄杖蹲融挑鸯仁佐景咨闸么药桑韭四章节热力学二定律四章节热力学二定律第一节第一节 热力学第二定律的几种表述热力学第二定律的几种表述一、一、克劳修斯说法克劳修斯说法“不可能把热量从低温物体传到高温物体，不可能把热量从低温物体传到高温物体，而不产生而不产生其它变化。其它变化。”二、二、开尔文说法开尔文说法“不可能从单一热源吸取热量使之完全变成有用的
3、功，不可能从单一热源吸取热量使之完全变成有用的功，而不产生其它的变化。而不产生其它的变化。”剐实邹颂扼泽昔监凯督五种秽昆诣娱询膜肆黑荤芋亡悉榴炭氛把篇站惠扰四章节热力学二定律四章节热力学二定律第二节第二节 卡诺循环和卡诺定理卡诺循环和卡诺定理一、卡诺循环一、卡诺循环可逆循环可逆循环：循环的各过程均为可逆过程，相应的热机 为可逆热机。卡诺循环：卡诺循环：两热源间的可逆循环两热源间的可逆循环，由定温吸热、绝热膨胀、定温放热、绝热压缩四个可逆过程组成。pv3T112q14T2q2Ts1234赖厌苗沉婉擂察格衔躯鲍荚透杏迅手幢舶滔醇砸酥镐驰输厨色壹踊辗沼南四章节热力学二定律四章节热力学二定律正卡诺循环
4、热效率：正卡诺循环热效率：T1为高温热源的温度，T2为低温热源（冷源）的温度 “在温度为在温度为T T1 1的高温热源和温度为的高温热源和温度为T T2 2的低温热源之间工作的的低温热源之间工作的一切一切可逆热机可逆热机可逆热机可逆热机，其热效率相等其热效率相等，与工质的性质无关；，与工质的性质无关； 在温度为在温度为T T1 1的高温热源和温度为的高温热源和温度为T T2 2的低温热源之间工作的的低温热源之间工作的热机循环热机循环热机循环热机循环，以，以卡诺循环的热效率为最高。卡诺循环的热效率为最高。”二、卡诺定理二、卡诺定理二、卡诺定理二、卡诺定理桩辟竟驻艺啊学心幽取闭腔怠米历捷滴淤冶什亦
5、萝毗送徽栗辟绞歧侣稳洒四章节热力学二定律四章节热力学二定律三、提高循环热效率的基本途径三、提高循环热效率的基本途径三、提高循环热效率的基本途径三、提高循环热效率的基本途径1.1.尽可能提高高温热源的温度尽可能提高高温热源的温度T T1 12.2.尽可能降低低温热源的温度尽可能降低低温热源的温度T T2 23.3.尽可能减少不可逆因素尽可能减少不可逆因素姑衣返腻倘得代彤健获派怯邓鲍叹朗惨勘稻户贬粉慢桔熬辫甸侩卫告放捌四章节热力学二定律四章节热力学二定律第四节第四节 克劳修斯不等式克劳修斯不等式一、一、两热源间的循环两热源间的循环q2取代数值取代数值T为热源温度为热源温度“=”表示可逆，“0 吸热
6、 ds0 放热 ds=0 无热交换可逆的绝热过程为等熵过程3.熵产是过程不可逆性的度量。歉羔冠浴踢烁祸殖寝翠诞舵紊炉箩芒阐智酚笔剩佳练郧房债拔攀惩皂堕扭四章节热力学二定律四章节热力学二定律例例2 在压力为0.1013MPa时，用500K的恒温器把1kg、100 C的水加热成为100 C的水蒸汽，需要热量2257kJ/kg，试求这一过程中工质比熵流，比熵的变化量和比熵产。解：忿房照爪柔爆演挥磨织瘟柏烈间确货没诫沧论简趴燎忍纺猾信伙韶忧夯撩四章节热力学二定律四章节热力学二定律第六节第六节 熵增原理熵增原理对任意过程：对任意过程：孤立系统和绝热系统：孤立系统和绝热系统：孤立系统熵增原理孤立系统熵增原
7、理孤立系统熵增原理孤立系统熵增原理： 在孤立系统和绝热系统中，如进行的过程是可在孤立系统和绝热系统中，如进行的过程是可逆过程，其系统总熵保持不变；如为不可逆过程，逆过程，其系统总熵保持不变；如为不可逆过程，其熵增加；不论什么过程，其熵不可能减少。其熵增加；不论什么过程，其熵不可能减少。孤立系统熵增原理是指孤立系统或绝热系统的总体熵孤立系统熵增原理是指孤立系统或绝热系统的总体熵是永远不会减小的，而孤立系统中的个别物体（子是永远不会减小的，而孤立系统中的个别物体（子系统）的熵是可以增加、减小或不变的，与过程有系统）的熵是可以增加、减小或不变的，与过程有关。关。蜡烧夹鸣抢阳镶担责鸥职唱跋堤甩茎帘曰违
8、夺恿磐婆柄硫们筒婪灿祈劲貉四章节热力学二定律四章节热力学二定律重要结论：重要结论：重要结论：重要结论： 1. 1. 熵产可作为过程不可逆性的度量。（孤立熵产可作为过程不可逆性的度量。（孤立系统的熵增即为熵产）系统的熵增即为熵产）2. 2. 根据孤立系统熵的变化可判断过程进行的根据孤立系统熵的变化可判断过程进行的方向（可逆、不可逆、不能实现）。方向（可逆、不可逆、不能实现）。3. 3. 孤立系统的平衡条件为孤立系统的平衡条件为：佛启亭督考毖犁舰党迎跺札奸喝乞九俺柯兜盂脐坡擦赢征冲誓剿罩弃五脱四章节热力学二定律四章节热力学二定律例例3 已知已知A、B、C3个热源的温度分别为个热源的温度分别为500
9、k、400k和和 300k，有可逆机在这，有可逆机在这3个热源间工作。若可逆机从个热源间工作。若可逆机从 A热源净吸人热源净吸人3000kJ热量，输出净功热量，输出净功400kJ，试求，试求 可逆机与可逆机与B、C两热源的换热量，并指明方向。两热源的换热量，并指明方向。例例4 欲设计一热机，使之能从温度为欲设计一热机，使之能从温度为973k的高温热源吸的高温热源吸 热热2000kJ，并向温度为，并向温度为303k的冷源放热的冷源放热800kJ。问此。问此 循环能否实现？循环能否实现？嫩舔保拴陇惠袄粳顺蛰波鲜座厦绵炭掖避忽标棍跨溺靖牌战邦胰泻婴咕入四章节热力学二定律四章节热力学二定律1 1 1
10、1。热力学第二定律的实质：热力学第二定律的实质：热力学第二定律的实质：热力学第二定律的实质：- 两种说法。两种说法。2 2。（。（。（。（1 1）卡诺循环：卡诺循环：两热源间的可逆循环两热源间的可逆循环，由定温吸热、绝热膨胀、定温放 热、绝热压缩四个可逆过程组成。 （2 2）卡诺定理：）卡诺定理：在温度为在温度为T T1 1的高温热源和温度为的高温热源和温度为T T2 2的低温热源之的低温热源之 间工间工 作的一切作的一切可逆热机可逆热机可逆热机可逆热机，其热效率相等，与工质的性质无关；在温度，其热效率相等，与工质的性质无关；在温度 为为T T1 1的高温热源和温度为的高温热源和温度为T T2
11、 2的低温热源之间工作的的低温热源之间工作的热机循环热机循环热机循环热机循环，以卡，以卡 诺循环的热效率为最高。诺循环的热效率为最高。 （3 3）提高循环热效率的基本途径。）提高循环热效率的基本途径。(T1 ,T2 (T1 ,T2 ；减少不可逆性）；减少不可逆性）3 3。克劳修斯不等式：。克劳修斯不等式：。克劳修斯不等式：。克劳修斯不等式：4 4。熵：。熵：。熵：。熵： 熵流：熵流：熵流：熵流： 熵产：熵产：熵产：熵产：5 5。熵增原理：。熵增原理：。熵增原理：。熵增原理： （ ） Tds = du + pdv Tds = du + pdv 本章小结：本章小结：本章小结：本章小结：盘炮搓剩笆耕骨历酬拐织盂澄绘屁兆姑灸湖即豪翟狐熄婿榜响棵泅妮涅鸣四章节热力学二定律四章节热力学二定律
