[理學(xué)]熱力學(xué)第四章ppt課件

1、第四章第四章 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律Second Law of Thermodynamics能量之間數(shù)量的關(guān)系能量之間數(shù)量的關(guān)系熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律能量守恒與轉(zhuǎn)換定律能量守恒與轉(zhuǎn)換定律一切滿足能量守恒與轉(zhuǎn)換定律一切滿足能量守恒與轉(zhuǎn)換定律的過程能否都能自發(fā)進(jìn)展的過程能否都能自發(fā)進(jìn)展自發(fā)過程的方向性自發(fā)過程的方向性自發(fā)過程：不需求任何外界作用而自動(dòng)進(jìn)自發(fā)過程：不需求任何外界作用而自動(dòng)進(jìn) 行的過程。行的過程。自然界自發(fā)過程都具有方向性自然界自發(fā)過程都具有方向性l 熱量由高溫物體傳向低溫物體l 摩擦生熱l 水自動(dòng)地由高處向低處流動(dòng)l 電流自動(dòng)地由高電勢(shì)流向低電勢(shì)自發(fā)過程的方向性自發(fā)過程的

2、方向性功量功量自發(fā)過程具有方向性、條件、限制自發(fā)過程具有方向性、條件、限制摩擦生熱摩擦生熱熱量熱量100%熱量熱量發(fā)電廠功量功量40%放熱放熱Spontaneous process 熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)能不能找出共同的規(guī)律性能不能找出共同的規(guī)律性?能不能找到一個(gè)判據(jù)能不能找到一個(gè)判據(jù)? 自然界過程的方向性表如今不同的方面自然界過程的方向性表如今不同的方面熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律4-1 4-1 熱二律的表述與本質(zhì)熱二律的表述與本質(zhì) 熱功轉(zhuǎn)換熱功轉(zhuǎn)換 傳傳 熱熱 熱二律的表述有熱二律的表述有 60-70 60-70 種種 1851年年 開爾文普朗克表述開爾文普朗克表述 熱功

3、轉(zhuǎn)換的角度熱功轉(zhuǎn)換的角度 1850年年 克勞修斯表述克勞修斯表述 熱量傳送的角度熱量傳送的角度開爾文普朗克表述開爾文普朗克表述 不能夠從單一熱源取熱，并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響。KelvinPlanck Statement It is impossible for any device that operates on a cycle to receive heat from a single reservoir and produce a net amount of work.開爾文普朗克表述開爾文普朗克表述 不能夠從單一熱源取熱，并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響。 熱機(jī)不

4、能夠?qū)臒嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)變熱機(jī)不能夠?qū)臒嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉?，而必需將某一部分傳給冷源。為有用功，而必需將某一部分傳給冷源。理想氣體理想氣體 T T 過程過程 q = wq = wKelvinPlanck Statement理想氣體理想氣體 T T 過程過程q = wT s p v 1 2 熱機(jī)：延續(xù)作功熱機(jī)：延續(xù)作功 構(gòu)成循環(huán)構(gòu)成循環(huán)1 2 有吸熱，有放熱有吸熱，有放熱Heat reservoirs Thermal Energy Source Heat Thermal Energy Sink冷熱源冷熱源:容量無限大，取、放熱其溫度不變?nèi)萘繜o限大，取、放熱其溫度不變 但違反了熱但

5、違反了熱力學(xué)第二定律力學(xué)第二定律perpetual-motion machine of the second kind第二類永動(dòng)機(jī)：想象的從單一熱源取熱并第二類永動(dòng)機(jī)：想象的從單一熱源取熱并使之完全變?yōu)楣Φ臒釞C(jī)。使之完全變?yōu)楣Φ臒釞C(jī)。這類永動(dòng)機(jī)這類永動(dòng)機(jī)并不違反熱力并不違反熱力 學(xué)第一定律學(xué)第一定律第二類永動(dòng)機(jī)是不能夠制呵斥功的第二類永動(dòng)機(jī)是不能夠制呵斥功的環(huán)境是個(gè)大熱源環(huán)境是個(gè)大熱源Perpetual motion machine of the second kind鍋鍋爐爐汽輪機(jī)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵給水泵凝凝汽汽器器WnetQoutQ第二類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)? 假設(shè)三峽水電站用降溫法發(fā)

6、電，使水假設(shè)三峽水電站用降溫法發(fā)電，使水溫降低溫降低5C，發(fā)電才干可提高，發(fā)電才干可提高11.7倍。倍。設(shè)水位差為設(shè)水位差為180米米重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能：重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能：1800 Emghm Jmkg水降低水降低5C放熱：放熱：21000 Qcm tm J 2100011.71800QmEm第二類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)?單熱源熱機(jī)單熱源熱機(jī)水面水面制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng)耗功耗功水水發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)蒸汽蒸汽perpetual-motion machine 1874-1898, J.W.Kelly, hydropneumatic-pulsating-vacu-engine, collected millio

7、ns of dollars. 1918, the U.S. Patent Office decreed that it would on longer consider any perpetual-motion machine applications. 中國(guó)上世紀(jì)八十年代，王洪成，水變油中國(guó)上世紀(jì)八十年代，王洪成，水變油克勞修斯表述克勞修斯表述 不能夠?qū)釓牡蜏匚矬w傳至高溫物體而不引起其它變化。 It is impossible to construct a device that operates in a cycle and produces no effect other than t

8、he transfer of heat from a lower-temperature body to a higher-temperature body.Clausius statement克勞修斯表述克勞修斯表述 不能夠?qū)釓牡蜏匚矬w傳至高溫物體而不引起其它變化。 熱量不能夠自發(fā)地、不付代價(jià)地從低溫物體傳至高溫物體?？照{(diào)空調(diào),制冷制冷代價(jià)：耗功代價(jià)：耗功Clausius statement兩種表述的關(guān)系兩種表述的關(guān)系開爾文普朗克開爾文普朗克表述表述 完全等效!克勞修斯表述：克勞修斯表述：違反一種表述,必違反另一種表述!證明證明1 1、違反開表述導(dǎo)致違反克表述、違反開表述導(dǎo)致違反克表述 Q

9、1 = WA + Q2反證法：假定違反開表述反證法：假定違反開表述 熱機(jī)熱機(jī)A從單熱源吸熱全部作功從單熱源吸熱全部作功Q1 = WA 用熱機(jī)用熱機(jī)A帶動(dòng)可逆制冷機(jī)帶動(dòng)可逆制冷機(jī)B 取絕對(duì)值取絕對(duì)值 Q1 -Q2= WA = Q1 Q1 -Q1 = Q2 違反克表述 T1 熱源AB冷源冷源 T2 T1 Q2Q1WAQ1證明證明2 2、違反克表述導(dǎo)致違反開表述、違反克表述導(dǎo)致違反開表述 WA = Q1 - Q2反證法：假定違反克表述反證法：假定違反克表述 Q2熱量無償從冷源送到熱源熱量無償從冷源送到熱源假定熱機(jī)假定熱機(jī)A從熱源吸熱從熱源吸熱Q1 冷源無變化 從熱源吸收Q1-Q2全變勝利WA 違反開

10、表述 T1 熱源A冷源冷源 T2 100不能夠不能夠熱二律否認(rèn)第二類永動(dòng)機(jī)熱二律否認(rèn)第二類永動(dòng)機(jī) t =100不能夠不能夠4-2 4-2 卡諾循環(huán)與卡諾定理卡諾循環(huán)與卡諾定理法國(guó)工程師卡諾法國(guó)工程師卡諾 (S. Carnot)(S. Carnot)，18241824年提出年提出卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)熱二律奠基人熱二律奠基人效率最高效率最高卡諾循環(huán)卡諾循環(huán) 理想可逆熱機(jī)循環(huán)理想可逆熱機(jī)循環(huán)卡諾循環(huán)表示圖4-1絕熱緊縮過程，對(duì)內(nèi)作功絕熱緊縮過程，對(duì)內(nèi)作功1-2定溫吸熱過程，定溫吸熱過程， q1 = T1(s2-s1)2-3絕熱膨脹過程，對(duì)外作功絕熱膨脹過程，對(duì)外作功3-4定溫放熱過程，定溫放熱過程， q

11、2 = T2(s2-s1)Carnot cycleCarnot heat enginet1wq2212t,C121111TssTT ssT 卡諾循環(huán)熱機(jī)效率卡諾循環(huán)熱機(jī)效率卡諾循環(huán)熱機(jī)效率卡諾循環(huán)熱機(jī)效率T1T2Rcq1q2w122111qqqqq Carnot efficiency 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)；2t,C11TT 卡諾循環(huán)熱機(jī)效率的闡明卡諾循環(huán)熱機(jī)效率的闡明 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(jī)不能夠 T1 = K, T2 = 0 K, t,c 100%， 熱二律Constant heat r

12、eservoirT0 c卡諾逆循環(huán)卡諾逆循環(huán)卡諾制冷循環(huán)卡諾制冷循環(huán)T0T2制冷制冷2212Cqqwqq221202122102()()()T ssTT ssT ssTTT0T2Rcq1q2w0211TTTss2s1T2 c T1 卡諾逆循環(huán)卡諾逆循環(huán)卡諾制熱循環(huán)卡諾制熱循環(huán)T0T1制熱制熱Ts1112qqwqq121112102110()()()T ssTT ssT ssTTT1T0Rcq1q2w0111TTs2s1T0 三種卡諾循環(huán)三種卡諾循環(huán)T0T2T1制冷制冷制熱制熱TsT1T2動(dòng)力動(dòng)力22102CQTQTT 有一卡諾熱機(jī)有一卡諾熱機(jī),從從T1熱熱源吸熱源吸熱Q1,向向T0環(huán)境放熱環(huán)境

13、放熱Q2,對(duì)外作功對(duì)外作功W帶動(dòng)另一卡帶動(dòng)另一卡諾逆循環(huán)諾逆循環(huán),從從T2冷源吸熱冷源吸熱Q2,向向T0放熱放熱Q1例例 題題T1T2(T0 那么那么22102CQTQTT例例 題題T1T2(T0 0CtC1111TwQQT解：解：22C2C02QQwTTT22102CQTQTT例例 題題T1T2(T0 02121021TTTQQTT解：解：0卡諾定理卡諾定理 熱二律的推論之一熱二律的推論之一定理：在兩個(gè)不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g任務(wù)的定理：在兩個(gè)不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g任務(wù)的 一切熱機(jī)，以可逆熱機(jī)的熱效率為最高。一切熱機(jī)，以可逆熱機(jī)的熱效率為最高。 卡諾提出：卡諾循環(huán)效率最高即在恒溫即在恒溫T1、T2

14、下下t,Rt,任 結(jié)論正確，但推導(dǎo)過程是錯(cuò)誤的 當(dāng)時(shí)盛行“熱質(zhì)說 1850年開爾文，1851年克勞修斯分別重新證明Carnot principles卡諾的證明卡諾的證明反證法反證法假定假定Q1= Q1 要證明T1T2IRRRWQ1Q2Q2Q2Q1Q1W t,IRt,R 假設(shè) t,IR1WQt,R1WQ Q1= Q1 W W “熱質(zhì)說，水, 高位到低位，作功，流量不變熱經(jīng)過熱機(jī)作功，高溫到低溫，熱量不變Q2= Q1 Q2= Q1 Q2= Q2T1和和T2無變化，作出凈功無變化，作出凈功W-W , 違反熱一概違反熱一概把把R逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)Q1Q2R卡諾證明的錯(cuò)誤卡諾證明的錯(cuò)誤恩格斯說卡諾定理頭重腳輕恩格

15、斯說卡諾定理頭重腳輕 開爾文重新證明 克勞修斯重新證明 熱質(zhì)說 用第一定律證明第二定律開爾文的證明開爾文的證明反證法反證法假設(shè)假設(shè) tIR tR T1T2IRRQ1Q1Q2Q2WIRIRRWWWIR- WR = Q2 - Q2 0T1無變化無變化從從T2吸熱吸熱Q2-Q2違反開表述，單熱源熱機(jī)違反開表述，單熱源熱機(jī)WR假定假定Q1= Q1 要證明tIRtR把把R逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)-WRWIR=Q1-Q2WR=Q1-Q2 對(duì)外作功對(duì)外作功WIR-WR 克勞修斯的證明克勞修斯的證明反證法反證法假定：假定：WIR=WR假設(shè)假設(shè) tIR tRT1T2IRRQ1Q1Q2Q2WIRIRR11WWQQ Q1 0從從T

16、2吸熱吸熱Q2-Q2向向T1放熱放熱Q1-Q1不付代價(jià)不付代價(jià)違反克表述違反克表述 要證明tIRtR Q1-Q2= Q1-Q2 WR把把R逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)卡諾定理推論一卡諾定理推論一 在兩個(gè)不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g任務(wù)的一切可逆熱機(jī)，在兩個(gè)不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g任務(wù)的一切可逆熱機(jī)，具有一樣的熱效率，且與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。具有一樣的熱效率，且與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。T1T2R1R2Q1Q1Q2Q2WR1 求證：求證： tR1 = tR2 由卡諾定理由卡諾定理 tR1 tR2 tR2 tR1 WR2 只需：只需： tR1 = tR2 tR1 = tR2= tC與工質(zhì)無關(guān)與工質(zhì)無關(guān)卡諾定理推論二卡諾定理推論二 在兩個(gè)不同

17、溫度的恒溫?zé)嵩撮g任務(wù)的任在兩個(gè)不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g任務(wù)的任何不可逆熱機(jī)，其熱效率總小于這兩個(gè)熱源何不可逆熱機(jī)，其熱效率總小于這兩個(gè)熱源間任務(wù)的可逆熱機(jī)的效率。間任務(wù)的可逆熱機(jī)的效率。T1T2IRRQ1Q1Q2Q2WIR 已證：已證： tIR tR 證明證明 tIR = tR 反證法反證法,假定：假定： tIR = tR 令令 Q1 = Q1 那么那么 WIR = WR 工質(zhì)循環(huán)、冷熱源均恢復(fù)原狀，工質(zhì)循環(huán)、冷熱源均恢復(fù)原狀，外界無痕跡，只需可逆才行，外界無痕跡，只需可逆才行，與原假定矛盾。與原假定矛盾。 Q1- Q1 = Q2 - Q2= 0 WR作作 業(yè)業(yè)4-24-34-44-5多熱源變熱源

18、可逆機(jī)多熱源變熱源可逆機(jī) 多熱源可逆熱機(jī)與一樣溫度界限的卡諾多熱源可逆熱機(jī)與一樣溫度界限的卡諾熱機(jī)相比，熱效率如何？熱機(jī)相比，熱效率如何？Q1C Q1R多多 Q2C tR多多 Q1R多多 = T1(sc-sa) Q2R多多 = T2(sc-sa) Ts概括性卡諾熱機(jī)概括性卡諾熱機(jī)假設(shè)吸熱和放熱的多變指數(shù)一樣假設(shè)吸熱和放熱的多變指數(shù)一樣bcdafeT1T2完全回?zé)嵬耆責(zé)?Ts2tCtR11TT 概括nn ab = cd = ef 這個(gè)結(jié)論提供了一個(gè)提高熱效率的途徑這個(gè)結(jié)論提供了一個(gè)提高熱效率的途徑 Ericsson cycle卡諾定理小結(jié)卡諾定理小結(jié)1、在兩個(gè)不同、在兩個(gè)不同 T 的恒溫?zé)嵩撮g

19、任務(wù)的一切的恒溫?zé)嵩撮g任務(wù)的一切 可逆熱機(jī)可逆熱機(jī) tR = tC 2、多熱源間任務(wù)的一切可逆熱機(jī)、多熱源間任務(wù)的一切可逆熱機(jī) tR多多 同溫限間任務(wù)卡諾機(jī)同溫限間任務(wù)卡諾機(jī) tC 3、不可逆熱機(jī)、不可逆熱機(jī)tIR 同熱源間任務(wù)可逆熱機(jī)同熱源間任務(wù)可逆熱機(jī)tR tIR tR= tC 在給定的溫度界限間任務(wù)的一切熱機(jī)，在給定的溫度界限間任務(wù)的一切熱機(jī)， tC最高最高 熱機(jī)極限熱機(jī)極限 The Carnot Principles1、The efficiency of an irreversible heat engine is always less than the efficiency of

20、a reversible one operating between the same two reservoirs. 2、The efficiencies of all reversible heat engines operating between the same two reservoirs are the same.卡諾定理的意義卡諾定理的意義 從實(shí)際上確定了經(jīng)過熱機(jī)循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的條件，指出了提高熱機(jī)熱效率的方向，是研究熱機(jī)性能不可短少的準(zhǔn)繩。 對(duì)熱力學(xué)第二定律的建立具有艱苦意義?？ㄖZ定理舉例卡諾定理舉例 A 熱機(jī)能否能實(shí)現(xiàn)熱機(jī)能否能實(shí)現(xiàn)1000 K300 KA2000

21、 kJ800 kJ1200 kJ能夠能夠 假設(shè)：假設(shè)：W=1500 kJ2tC13001170%1000TT t1120060%2000wq1500 kJt150075%2000不能夠不能夠500 kJ實(shí)踐循環(huán)與卡諾循環(huán)實(shí)踐循環(huán)與卡諾循環(huán) 內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī) t1=2000oC，t2=300oC tC =74.7% 實(shí)踐實(shí)踐t =3040% 卡諾熱機(jī)只需實(shí)際意義，最高理想卡諾熱機(jī)只需實(shí)際意義，最高理想實(shí)踐上實(shí)踐上 T s 很難實(shí)現(xiàn)很難實(shí)現(xiàn) 火力發(fā)電火力發(fā)電 t1=600oC，t2=25oC tC =65.9% 實(shí)踐實(shí)踐t =40%回?zé)岷徒Y(jié)合循環(huán)回?zé)岷徒Y(jié)合循環(huán)t 可達(dá)可達(dá)50%4-3 4-3 克勞修斯

22、不等式克勞修斯不等式4-3、 4-4熵、熵、 4-5孤立系熵增原理孤立系熵增原理 圍繞方向性問題，不等式圍繞方向性問題，不等式熱二律推論之一熱二律推論之一 卡諾定理給出熱機(jī)的最高理想卡諾定理給出熱機(jī)的最高理想熱二律推論之二熱二律推論之二 克勞修斯不等式反映方向性克勞修斯不等式反映方向性 定義熵定義熵Clausius inequality克勞修斯不等式克勞修斯不等式克勞修斯不等式的研討對(duì)象是循環(huán)克勞修斯不等式的研討對(duì)象是循環(huán) 方向性的判據(jù)方向性的判據(jù)正循環(huán)正循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)可逆循環(huán)可逆循環(huán)不可逆循環(huán)不可逆循環(huán) 克勞修斯不等式克勞修斯不等式的推導(dǎo)的推導(dǎo)克勞修斯不等式的推導(dǎo)克勞修斯不等式的推導(dǎo)1可逆

23、循環(huán)可逆循環(huán)1、正循環(huán)卡諾循環(huán)、正循環(huán)卡諾循環(huán)T1T2RQ1Q2W120QQQ 吸熱吸熱221111tQTQT 2112QQTT 21120QQQTTT 克勞修斯不等式的推導(dǎo)克勞修斯不等式的推導(dǎo)2不可逆循環(huán)不可逆循環(huán)1、正循環(huán)卡諾循環(huán)、正循環(huán)卡諾循環(huán)T1T2RQ1Q2W120QQQ 吸熱吸熱2112QQTT 21120QQQTTT 假定假定 Q1=Q1 ， tIR tR，WW 11QQ可逆時(shí)可逆時(shí)IRWQ1Q2克勞修斯不等式推導(dǎo)總結(jié)克勞修斯不等式推導(dǎo)總結(jié)可逆可逆 =不可逆不可逆 正循環(huán)可逆、不可逆正循環(huán)可逆、不可逆0Q 吸熱吸熱0QT 反循環(huán)可逆、不可逆反循環(huán)可逆、不可逆0Q 放熱放熱僅卡諾循

24、環(huán)僅卡諾循環(huán)克勞修斯不等式克勞修斯不等式 對(duì)恣意循環(huán)對(duì)恣意循環(huán)0rQT 克勞修斯克勞修斯不等式不等式將循環(huán)用無數(shù)組將循環(huán)用無數(shù)組 s 線細(xì)線細(xì)分，分，abfga近似可看成卡近似可看成卡諾循環(huán)諾循環(huán)= 可逆循環(huán)可逆循環(huán) 不能夠不能夠熱源溫度熱源溫度熱二律表達(dá)式之一熱二律表達(dá)式之一 克勞修斯不等式例題克勞修斯不等式例題 A 熱機(jī)能否能實(shí)現(xiàn)熱機(jī)能否能實(shí)現(xiàn)1000 K300 KA2000 kJ800 kJ1200 kJ能夠能夠 假設(shè)：假設(shè)：W=1500 kJ1500 kJ不能夠不能夠200080010003000.667kJ/K0QT 500 kJ200050010003000.333kJ/K0QT

25、留意：留意： 熱量的正和負(fù)是站在循環(huán)的立場(chǎng)上熱量的正和負(fù)是站在循環(huán)的立場(chǎng)上4-4 4-4 熵熵EntropyEntropy熱二律推論之一熱二律推論之一 卡諾定理給出熱機(jī)的最高卡諾定理給出熱機(jī)的最高理想理想熱二律推論之二熱二律推論之二 克勞修斯不等式反映方向克勞修斯不等式反映方向性性熱二律推論之三熱二律推論之三 熵反映方向性熵反映方向性熵的導(dǎo)出熵的導(dǎo)出定義：熵定義：熵reQdST于于19世紀(jì)中葉首先克勞修斯世紀(jì)中葉首先克勞修斯(R.Clausius)引入，式中引入，式中S從從1865年起稱為年起稱為entropy，由清華劉仙洲教授譯成為，由清華劉仙洲教授譯成為“熵。熵。小知識(shí)0rQT 克勞修斯不

26、等式克勞修斯不等式可逆過程，可逆過程， ， 代表某一形狀函數(shù)。代表某一形狀函數(shù)。TqQT= 可逆循環(huán)可逆循環(huán) 不可逆不可逆 S與傳熱量的關(guān)系與傳熱量的關(guān)系212112QSSST= 可逆可逆不可逆不可逆：不可逆過程：不可逆過程定義定義fQdST熵產(chǎn)：純粹由不可逆要素引起熵產(chǎn)：純粹由不可逆要素引起g0dS gfdSdSdS結(jié)論：熵產(chǎn)是過程不可逆性大小的度量。結(jié)論：熵產(chǎn)是過程不可逆性大小的度量。QdST熵流：熵流：永遠(yuǎn)永遠(yuǎn)fgSSS 熱二律表達(dá)式之一熱二律表達(dá)式之一Entropy flow and Entropy generation熵流、熵產(chǎn)和熵變熵流、熵產(chǎn)和熵變恣意不可逆過程恣意不可逆過程gfd

27、SdSdSfgSSS 0Sf0Sg0S可逆過程可逆過程f0SS g0S不可逆絕熱過程不可逆絕熱過程0Sf0Sg0S可逆絕熱過程可逆絕熱過程0Sf0Sg0S不易求不易求熵變的計(jì)算方法熵變的計(jì)算方法理想氣體理想氣體2221v11lndTvScRTv僅僅可可逆逆過過程程適適用用2221p11lndTpScRTp2221pv11dvdpSccvpTs1234132131231QSSST 242141242QSSST 任何過程任何過程熵變的計(jì)算方法熵變的計(jì)算方法非理想氣體：查圖表非理想氣體：查圖表固體和液體：固體和液體： 通常通常pvccc常數(shù)常數(shù)例：水例：水4.1868kJ/kg.Kc reQdUpd

28、vdUcmdT熵變與過程無關(guān)，假定可逆：熵變與過程無關(guān)，假定可逆：reQcmdTdSTT21lnTScmT熵變的計(jì)算方法熵變的計(jì)算方法熱源蓄熱器：與外界交換熱量，熱源蓄熱器：與外界交換熱量，T幾乎不變幾乎不變假想蓄熱器假想蓄熱器RQ1Q2WT2T1T111QST熱源的熵變熱源的熵變熵變的計(jì)算方法熵變的計(jì)算方法功源蓄功器：與只外界交換功功源蓄功器：與只外界交換功0S功源的熵變功源的熵變理想彈簧理想彈簧無耗散無耗散 4-5 4-5 孤立系統(tǒng)熵增原理孤立系統(tǒng)熵增原理孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)0fdS無質(zhì)量交換無質(zhì)量交換0giso dSdS結(jié)論：孤立系統(tǒng)的熵只能增大，或者不變，結(jié)論：孤立系統(tǒng)的熵只能增大，或者不

29、變， 絕不能減小，這一規(guī)律稱為孤立系統(tǒng)絕不能減小，這一規(guī)律稱為孤立系統(tǒng) 熵增原理。熵增原理。無熱量交換無熱量交換無功量交換無功量交換=：可逆過程：可逆過程：不可逆過程：不可逆過程熱二律表達(dá)式之一熱二律表達(dá)式之一Increase of entropy principle The entropy of an isolated system during a process always increase or, in the limiting case of a reversible process, remains constant.孤立系統(tǒng)熵增原理：孤立系統(tǒng)的熵只能孤立系統(tǒng)熵增原理：孤立系統(tǒng)的

30、熵只能增大，或者不變，絕不能減小。增大，或者不變，絕不能減小。為什么用孤立系統(tǒng)？為什么用孤立系統(tǒng)？孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng) = 非孤立系統(tǒng)非孤立系統(tǒng) + 相關(guān)外界相關(guān)外界iso0dS=：可逆過程：可逆過程 reversible：不可逆過程：不可逆過程 irreversibleT2)QT2T1用克勞修斯不等式用克勞修斯不等式 0rQT QST 用用用用fgSSS 用用iso0S沒有循環(huán)沒有循環(huán)不好用不好用不知道不知道孤立系熵增原理舉例孤立系熵增原理舉例(1)(1)QT2T112isoTT122111QQSSSQTTTT 取熱源取熱源T1和和T2為孤立系為孤立系當(dāng)當(dāng)T1T2可自發(fā)傳熱可自發(fā)傳熱iso0S當(dāng)

31、當(dāng)T1T2不能傳熱不能傳熱iso0S當(dāng)當(dāng)T1=T2可逆?zhèn)鳠峥赡鎮(zhèn)鳠醝so0S孤立系熵增原理舉例孤立系熵增原理舉例(1)(1)QT2T1iso2111SQTT取熱源取熱源T1和和T2為孤立系為孤立系isoSSTT1T2孤立系熵增原理舉例孤立系熵增原理舉例(2)(2)兩恒溫?zé)嵩撮g任務(wù)的可逆熱機(jī)兩恒溫?zé)嵩撮g任務(wù)的可逆熱機(jī)Q2T2T112isoTTRSSSSS 功源RWQ1功功源源12120QQTT22tt,C1111QTQT 孤立系熵增原理舉例孤立系熵增原理舉例(2)(2)Q2T2T1RWQ1功功源源12iso120QQSTTSTT1T2兩恒溫?zé)嵩撮g任務(wù)的可逆熱機(jī)兩恒溫?zé)嵩撮g任務(wù)的可逆熱機(jī)孤立系熵增

32、原理舉例孤立系熵增原理舉例(3)(3)T1T2RQ1Q2W假定假定 Q1=Q1 ， tIR tR，W tIR RIR121222()WWQQQQQQ可逆可逆T1T0IRWIRQ1Q2作功才干作功才干:以環(huán)境為基準(zhǔn)以環(huán)境為基準(zhǔn),系統(tǒng)能夠作出的最大功系統(tǒng)能夠作出的最大功假定假定 Q1=Q1 ， WR WIR 作功才干損失作功才干損失121222101000QQQQQQTTTTTT作功才干損失作功才干損失T1T0RQ1Q2W22QQ11221100QQQQTTTTIRWQ1Q212isoTTIRRSSSSS 假定假定 Q1=Q1 ， W R WIR 作功才干損失作功才干損失02tt,C1111TQQ

33、T 1210QQTT220QQT0isoTS 4-6 4-6 熵方程熵方程閉口系閉口系21fgSSS 開口系開口系out(2)in(1)ScvQWcvfgi,ini,ini,outi,out11nniidSdSdSmsms穩(wěn)定流動(dòng)穩(wěn)定流動(dòng)cv0dSinoutmmmfginout0()dSdSssm21fgdSdSdS21fgSSS 熱二律討論熱二律討論熱二律表述熱二律表述(思索題思索題1)“功可以全部轉(zhuǎn)換為熱功可以全部轉(zhuǎn)換為熱,而熱不能全部轉(zhuǎn)換為而熱不能全部轉(zhuǎn)換為功功 溫度界限一樣的一切可逆機(jī)的效率都相等溫度界限一樣的一切可逆機(jī)的效率都相等? 一切不可逆機(jī)的效率都小于可逆機(jī)的效率一切不可逆機(jī)的

34、效率都小于可逆機(jī)的效率?理想理想 T (1)體積膨脹體積膨脹,對(duì)外界有影響對(duì)外界有影響 (2)不能延續(xù)不斷地轉(zhuǎn)換為功不能延續(xù)不斷地轉(zhuǎn)換為功熵的性質(zhì)和計(jì)算熵的性質(zhì)和計(jì)算 不可逆過程的熵變可以在給定的初、不可逆過程的熵變可以在給定的初、終終 態(tài)之間任選一可逆過程進(jìn)展計(jì)算。態(tài)之間任選一可逆過程進(jìn)展計(jì)算。l 熵是形狀參數(shù)，形狀一定，熵有確定的值；熵是形狀參數(shù)，形狀一定，熵有確定的值； 熵的變化只與初、終態(tài)有關(guān)，與過程熵的變化只與初、終態(tài)有關(guān)，與過程的路的路 徑無關(guān)徑無關(guān) 熵是廣延量熵是廣延量熵的表達(dá)式的聯(lián)絡(luò)熵的表達(dá)式的聯(lián)絡(luò)reqdsTfgsss qsT 0rqT 可逆過程傳熱的大小和方向 不可逆程度的

35、量度gs作功才干損失作功才干損失0iso0gTsTs 孤立系iso0sg0s 過程進(jìn)展的方向 循環(huán)0s 克勞修斯不等式克勞修斯不等式熵的問答題熵的問答題 任何過程，熵只增不減 假設(shè)從某一初態(tài)經(jīng)可逆與不可逆兩條途徑到 達(dá)同一終點(diǎn)，那么不可逆途徑的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(yuǎn)大于可逆過程S判別題判別題1 假設(shè)工質(zhì)從同一初態(tài)，分別經(jīng)可逆和不可逆過程，到達(dá)同一終態(tài)，知兩過程熱源一樣，問傳熱量能否一樣？一樣初終態(tài)，一樣初終態(tài)， s一樣一樣qsT =：可逆過程：可逆過程：不可逆過程：不可逆過程熱源熱源T一樣一樣RIRqqquw 一樣一樣RIRww判別題判別題2

36、 假設(shè)工質(zhì)從同一初態(tài)出發(fā)，從一樣熱源吸收一樣熱量，問末態(tài)熵可逆與不可逆誰大？一樣熱量，熱源一樣熱量，熱源T一樣一樣qsT =：可逆過程：可逆過程：不可逆過程：不可逆過程IRRss 一樣初態(tài)一樣初態(tài)s1一樣一樣2,IR2,Rss判別題判別題3 假設(shè)工質(zhì)從同一初態(tài)出發(fā)，一個(gè)可逆絕熱過程與一個(gè)不可逆絕熱過程，能否到達(dá)一樣終點(diǎn)？fgsss 0s 可逆絕熱可逆絕熱不可逆絕熱不可逆絕熱0s STp1p2122判別題判別題4 理想氣體絕熱自在膨脹，熵變？0U0T典型的不可逆過程典型的不可逆過程22iso21v11lnlnTvSSSm cRTvAB真空真空0 可逆與不可逆討論可逆與不可逆討論( (例例1)1)

37、可逆熱機(jī)可逆熱機(jī)2000 K300 K100 kJ15 kJ85 kJt30010.852000 12isoTcycleT10015002000300SSSS t10.85 10085WQkJ 可逆與不可逆討論可逆與不可逆討論( (例例1)1)可逆熱機(jī)可逆熱機(jī)2000 K300 K100 kJ15 kJ85 kJ Scycle=0, Siso=0ST2000 K300 K 可逆與不可逆討論可逆與不可逆討論( (例例2)2)2000 K300 K100 kJ15 kJ85 kJ12isoTcycleT10017020003000.0067kJ/K0SSSS 不可逆熱機(jī)不可逆熱機(jī)83 kJ17 k

38、J由于膨脹時(shí)摩擦由于膨脹時(shí)摩擦摩擦耗功摩擦耗功 2kJ當(dāng)當(dāng)T0=300K作功才干損失作功才干損失=T0Siso= 2kJ 可逆與不可逆討論可逆與不可逆討論( (例例2)2)2000 K300 K100 kJ15 kJ85 kJ不可逆熱機(jī)不可逆熱機(jī)83 kJ17 kJ由于膨脹時(shí)摩擦由于膨脹時(shí)摩擦 = 2kJ Scycle=0T0ST2000 K300 K Siso=0.0067可逆與不可逆討論可逆與不可逆討論(例例3)有溫差傳熱的可逆熱機(jī)有溫差傳熱的可逆熱機(jī)2000 K300 K100 kJ16 kJ84 kJt30010.841875 132isoTTcycleT100100100160200

39、0187518753000.0033/0SSSSSkJ K t184WQkJ100 kJ1875 K0iso1kJTS可逆與不可逆討論可逆與不可逆討論(例例3)有溫差傳熱的可逆熱機(jī)有溫差傳熱的可逆熱機(jī)2000 K300 K100 kJ16 kJ84 kJ100 kJ1875 K1kJST2000 K300 K1875 K Siso=0.0033 Scycle=0 T0 S熱源溫差熱源溫差可逆與不可逆討論可逆與不可逆討論(例例4)某熱機(jī)任務(wù)于某熱機(jī)任務(wù)于T1=800K和和T2=285K兩個(gè)熱源兩個(gè)熱源之間，之間，q1=600kJ/kg，環(huán)境溫度為，環(huán)境溫度為285K， 試求：試求： 1熱機(jī)為卡諾

40、機(jī)時(shí)，循環(huán)的作功量及熱機(jī)為卡諾機(jī)時(shí)，循環(huán)的作功量及熱效率熱效率 2假設(shè)高溫?zé)嵩磦鳠岽嬖诩僭O(shè)高溫?zé)嵩磦鳠岽嬖?0K溫差，溫差，絕熱膨脹不可逆性引起熵增絕熱膨脹不可逆性引起熵增0.25kJ/kg.K，低，低溫?zé)嵩磦鳠岽嬖跍責(zé)嵩磦鳠岽嬖?5K溫差，這時(shí)循環(huán)作功量、溫差，這時(shí)循環(huán)作功量、熱效率、孤立系熵增和作功才干損失。熱效率、孤立系熵增和作功才干損失?？赡媾c不可逆討論可逆與不可逆討論(例例4)1卡諾熱機(jī)卡諾熱機(jī)800 KST285 Kt,C28510.644800 Ct,C10.644 600386.4/wqkJ kg可逆與不可逆討論可逆與不可逆討論(例例4)800 K285 Kq1q2wq1750

41、 K300 Kq2高溫?zé)嵩磦鳠岽嬖诟邷責(zé)嵩磦鳠岽嬖?0K溫差溫差絕熱膨脹不可逆性引起絕熱膨脹不可逆性引起熵增熵增0.25kJ/kg.K低溫?zé)嵩磦鳠岽嬖诘蜏責(zé)嵩磦鳠岽嬖?5K溫差溫差2可逆與不可逆討論可逆與不可逆討論(例例4)(2)800 KsT285 K1800q750 K300 K s111750800qqs高差800 K285 Kq1q2wq1=600750 K300 Kq222285300qqs低差 s不可不可=0.25可逆與不可逆討論可逆與不可逆討論(例例4)某熱機(jī)任務(wù)于某熱機(jī)任務(wù)于T1=800K和和T2=285K兩個(gè)熱源兩個(gè)熱源之間，之間，q1=600kJ/kg，環(huán)境溫度為，環(huán)境溫度

42、為285K， 試求：試求： 1熱機(jī)為卡諾機(jī)時(shí)，循環(huán)的作功量及熱機(jī)為卡諾機(jī)時(shí)，循環(huán)的作功量及熱效率熱效率 2假設(shè)高溫?zé)嵩磦鳠岽嬖诩僭O(shè)高溫?zé)嵩磦鳠岽嬖?0K溫差，溫差，絕熱膨脹不可逆性引起熵增絕熱膨脹不可逆性引起熵增0.25kJ/kg.K，低，低溫?zé)嵩磦鳠岽嬖跍責(zé)嵩磦鳠岽嬖?5K溫差，這時(shí)循環(huán)作功量、溫差，這時(shí)循環(huán)作功量、熱效率、孤立系熵增和作功才干損失。熱效率、孤立系熵增和作功才干損失?？赡媾c不可逆討論可逆與不可逆討論(例例4)(2)800 KsT285 K1800q750 K300 K s1 s不可不可逆逆=0.2511750800qqs高差22285300qqs低差12300ssqs高差不可

43、逆12285kJ/kgwqq10.475wqt1285ssss高差不可逆低差可逆與不可逆討論可逆與不可逆討論(例例4)(2)800 KsT285 K750 K300 K s1 s不可不可逆逆s高差s低差0.355kJ/kg.Kssss iso不可逆高差低差 siso0iso101.2kJ/kgTs可逆與不可逆討論可逆與不可逆討論(例例4)(2)800 KsT285 K750 K300 K101.2/kJ kgCwwt,C0.644C386.4/wkJ kg285/wkJ kg0.475t可逆與不可逆的深層含義可逆與不可逆的深層含義不可逆不可逆, 必然有熵產(chǎn)必然有熵產(chǎn), 對(duì)應(yīng)于作功才干損失對(duì)應(yīng)于

44、作功才干損失 第四章第四章 習(xí)題課習(xí)題課例例1：4-7設(shè)有一個(gè)能同時(shí)產(chǎn)生冷空氣和設(shè)有一個(gè)能同時(shí)產(chǎn)生冷空氣和熱空氣的安裝，參數(shù)如下圖，判別此安裝能熱空氣的安裝，參數(shù)如下圖，判別此安裝能否能夠？否能夠？ 假設(shè)不能夠，在維持各處原摩爾數(shù)和假設(shè)不能夠，在維持各處原摩爾數(shù)和 t0 不變的情況下，改動(dòng)哪一個(gè)參數(shù)就能實(shí)現(xiàn)。不變的情況下，改動(dòng)哪一個(gè)參數(shù)就能實(shí)現(xiàn)。a2 kmol1 atm25b1 kmol1 atm1 kmol1 atm-15 60 c熱二律熱二律 例例1 1 教材教材4-74-7a2 kmol1 atm25b1 kmol1 atm1 kmol1 atm-15 60 cbbisoabacbpmm

45、cccpmmlnlnlnlnaaaaTpSSSnCRTpTpnCRTp 0.962kJ/K bcbpm2lnaT Tn CT不能夠不能夠 例例1 1 教材教材4-74-7a2 kmol1 atm25b1 kmol1 atm1 kmol1 atm-15 60 ctbcaaQHWHH 熱一概熱一概向環(huán)境放熱向環(huán)境放熱假設(shè)吸熱，無熱源，不能假設(shè)吸熱，無熱源，不能夠夠bpmbcpmc145.5aan CTTn CTTkJ t0Q 例例1 1 教材教材4-74-7a2 kmol1 atm25b1 kmol1 atm1 kmol1 atm-15 60 ct0Qisoabac0QSSST 0.429kJ/K

46、 不能夠不能夠留意：熱一概與熱二律同時(shí)滿足留意：熱一概與熱二律同時(shí)滿足 孤立系選取孤立系選取例例1 教材教材4-7例例1：4-7設(shè)有一個(gè)能同時(shí)產(chǎn)生冷空氣和設(shè)有一個(gè)能同時(shí)產(chǎn)生冷空氣和熱空氣的安裝，參數(shù)如下圖，判別此安裝能熱空氣的安裝，參數(shù)如下圖，判別此安裝能否能夠？否能夠？ 假設(shè)不能夠，在維持各處原摩爾數(shù)和假設(shè)不能夠，在維持各處原摩爾數(shù)和 t0 不變的情況下，改動(dòng)哪一個(gè)參數(shù)就能實(shí)現(xiàn)。不變的情況下，改動(dòng)哪一個(gè)參數(shù)就能實(shí)現(xiàn)。a2 kmol1 atm25b1 kmol1 atm1 kmol1 atm-15 60 ct0paTaTcpcTbpb 例例1 1 教材教材4-74-7a2 kmolpab1 k

47、molpb1 kmolpcct0QTaTcTb熱一概熱一概bcaaQHH bpmbcpmcaan CTTn CTTpmbc2aCTTT 例例1 1 教材教材4-74-7a2 kmolpab1 kmolpb1 kmolpcct0QTaTcTb熱二律熱二律bbisobpmmcccpmm0pmbcbcbcpmm220lnlnlnln(2)lnln0aaaaaaaTpSnCRTpTpQnCRTpTCTTTT Tp pCRTTp0isoabacT0SSSS 例例1 1 教材教材4-74-7pmbcbcbcisopmm220(2)lnln0aaaCTTTT Tp pSCRTTp1) 當(dāng)當(dāng)Ta Tb Tc不

48、不變變當(dāng)當(dāng)pb、pc不變不變, pa當(dāng)當(dāng)pa不變不變, pb pc真空不易實(shí)現(xiàn)真空不易實(shí)現(xiàn)1) 當(dāng)當(dāng)pa pb pc不不變變bcm2ln0ap pRpiso0Sbcbc20(2)lnaaT TTTTTTTb Tc不變不變Ta1.026atm316.35K43.2 (25 ) 例例2 2有人聲稱已設(shè)計(jì)勝利一種熱工設(shè)備有人聲稱已設(shè)計(jì)勝利一種熱工設(shè)備,不耗費(fèi)外不耗費(fèi)外功功,可將可將65 的熱水中的的熱水中的20%提高到提高到95 ,而而其他其他80%的的65 的熱水那么降到環(huán)境溫度的熱水那么降到環(huán)境溫度15 ,分析能否能夠分析能否能夠? 假設(shè)能實(shí)現(xiàn)假設(shè)能實(shí)現(xiàn),那么那么65 熱熱水變成水變成95 水的

49、極限比率為多少水的極限比率為多少?知水的比熱容為知水的比熱容為4.1868kJ/kg.K解：熱一概解：熱一概, 熱平衡熱平衡設(shè)有設(shè)有1kg 65 的熱水的熱水0.2kg從從65 提高到提高到95 , 吸熱吸熱0.8kg從從65 降低到降低到15 , 放熱放熱假設(shè)假設(shè) 吸熱量吸熱量放熱量放熱量不滿足熱一不滿足熱一概概 例例2 2121()4.1868 0.2(9565)25.12kJQcm TT0.8kg從從65 降低到降低到15 , 放熱量放熱量0.2kg從從65 提高到提高到95 , 吸熱量吸熱量24.1868 0.8(1565)167.47kJQ 吸熱量吸熱量 w2哪個(gè)參數(shù)才干正確評(píng)價(jià)能的

50、價(jià)值哪個(gè)參數(shù)才干正確評(píng)價(jià)能的價(jià)值 內(nèi)能內(nèi)能u1 = u2p0p0w1w2w1 w2三種不同質(zhì)量的能量三種不同質(zhì)量的能量 1、可無限轉(zhuǎn)換的能量、可無限轉(zhuǎn)換的能量如：機(jī)械能、電能、水能、風(fēng)能如：機(jī)械能、電能、水能、風(fēng)能實(shí)際上可以完全轉(zhuǎn)換為功的能量實(shí)際上可以完全轉(zhuǎn)換為功的能量 高級(jí)能量高級(jí)能量 2、不能轉(zhuǎn)換的能量、不能轉(zhuǎn)換的能量實(shí)際上不能轉(zhuǎn)換為功的能量實(shí)際上不能轉(zhuǎn)換為功的能量 如：環(huán)境大氣、海洋如：環(huán)境大氣、海洋 3、可有限轉(zhuǎn)換的能量、可有限轉(zhuǎn)換的能量實(shí)際上不能完全轉(zhuǎn)換為功的能量實(shí)際上不能完全轉(zhuǎn)換為功的能量 低級(jí)能量低級(jí)能量 如：熱能、焓、內(nèi)能如：熱能、焓、內(nèi)能ExAnEx+AnEx與與An Ex的

51、定義的定義 當(dāng)系統(tǒng)由一恣意形狀可逆地變化到與給定環(huán)境相當(dāng)系統(tǒng)由一恣意形狀可逆地變化到與給定環(huán)境相平衡的形狀時(shí)，實(shí)際上可以無限轉(zhuǎn)換平衡的形狀時(shí)，實(shí)際上可以無限轉(zhuǎn)換為任何其它能量方式的那部分能量，稱為為任何其它能量方式的那部分能量，稱為Ex 100%相互轉(zhuǎn)換相互轉(zhuǎn)換 功功 能量中除了能量中除了 Ex 的部分，就是的部分，就是 An Ex作功才干作功才干Ex 作功才干作功才干 環(huán)境一定，能量中最大能夠轉(zhuǎn)換為功的部分環(huán)境一定，能量中最大能夠轉(zhuǎn)換為功的部分500 K100 kJmax293110050041.4WkJmax2931100100070.7WkJ1000 K100 kJT0=293 KT0=

52、293 K熱一概和熱二律的熱一概和熱二律的ExEx含義含義 一切過程，一切過程， Ex+An總量恒定總量恒定熱一概：熱一概： 熱二律：熱二律：在可逆過程中，在可逆過程中，Ex堅(jiān)持不變堅(jiān)持不變 在不可逆過程中，在不可逆過程中， 部分部分Ex轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為An Ex損失、作功才干損失、能量貶值損失、作功才干損失、能量貶值任何一孤立系，任何一孤立系， Ex只能不變或減少，只能不變或減少，不能添加不能添加 孤立系孤立系Ex減原理減原理 由由An轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為Ex不能夠不能夠 Degradation of energyDecrease of exergy principle The exergy of an

53、 isolated system during a process always decrease or, in the limiting case of a reversible process, remains constant任何一孤立系，任何一孤立系， Ex只能不變或減少，只能不變或減少，不能添加不能添加 孤立系孤立系Ex減原理減原理 In other words, it never increase and exergy is destroyed during an actual process熱量的熱量的Ex與與An 1、恒溫?zé)嵩?、恒溫?zé)嵩?T 下的下的 Q ExQ: Q中最大能夠

54、轉(zhuǎn)換為功的部分中最大能夠轉(zhuǎn)換為功的部分 TST0ExQAnQ 卡諾循環(huán)的功卡諾循環(huán)的功 00001QTTTExQT STTTTSQTS 0QQAnQExTSQQQExAnT熱量的熱量的Ex與與An 2、變溫?zé)嵩聪碌摹⒆儨責(zé)嵩聪碌?QTST0ExQAnQ 微元卡諾循環(huán)的功微元卡諾循環(huán)的功 0001QTExQTQQTQTST0QAnTSQQQExAn熱量的熱量的Ex與與An的闡明的闡明 1、Q中最大能夠轉(zhuǎn)換為功的部分，就是中最大能夠轉(zhuǎn)換為功的部分，就是ExQTST0ExQAnQ2、 ExQ = Q-T0 S = f (Q ,T,T0 )Ex損損失失 3、單熱源熱機(jī)不能作功、單熱源熱機(jī)不能作功 T=

55、T0, ExQ=0 4、Q 一定，不同一定，不同 T 傳傳熱熱, Ex 損失，作功才損失，作功才干損失干損失Q ,T0一定，一定，T ExQT一定，一定，Q ExQ冷量的冷量的Ex與與An T T0 的冷量的冷量Q2 ,有沒有有沒有Ex 卡諾循環(huán)的功卡諾循環(huán)的功 0max21TWQT220Qmax20201QTExWQTSQT T0TT0 Q1 Wmax Q2max1max20011TTWQWQTT02max22011CTQWQQTTTT冷量的冷量的Ex與與An的闡明的闡明 實(shí)踐上，只需系統(tǒng)形狀與環(huán)境的形狀有差別，實(shí)踐上，只需系統(tǒng)形狀與環(huán)境的形狀有差別，就有能夠?qū)ν庾鞴?，就有就有能夠?qū)ν庾鞴Γ?/p>

56、就有Ex 2Q02ExTSQ 2Q0AnTSTST0TExQ2Q2冷量冷量Ex可了解為可了解為: T需需Ex能夠能夠STSTEx1Ex2 例例2, Ex2, Ex解法解法6595156515STSTEx1Ex21101(9565)368.15288.15ln338.15ExQTScmcm(1-m)kg從從65 降低到降低到15 , 放出放出Exmkg從從65 提高到提高到95 , 需需Ex2202(1)(1565)288.15288.15 (1)ln338.15ExQTScmcm放出放出Ex=需需Ex解得解得m 例例3 3有三個(gè)熱容有三個(gè)熱容(cm)一樣的剛性物體組成一個(gè)系一樣的剛性物體組成一個(gè)系統(tǒng)，其溫度分別為統(tǒng)，其溫度分別為TA=300K, TB=350K, TC=400K,