高等工程熱力學(xué)童鈞耕第2章基本定律和能量可用性

1、1 第第 二二 章章 熱力學(xué)基本定律熱力學(xué)基本定律 和和 能量的可用性能量的可用性 22-1 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 一、熱力學(xué)第一定律一般表達(dá)式一、熱力學(xué)第一定律一般表達(dá)式 運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)存在的形式，是物質(zhì)固有屬性。物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)存在的形式，是物質(zhì)固有屬性。物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)是多樣化的，能量也有不同的形式，在一定條件下可以從一種是多樣化的，能量也有不同的形式，在一定條件下可以從一種形式轉(zhuǎn)換到另一種形式。物質(zhì)不能創(chuàng)造也不能消滅，所以能量形式轉(zhuǎn)換到另一種形式。物質(zhì)不能創(chuàng)造也不能消滅，所以能量也是不能創(chuàng)造和消滅的，在能量形式的轉(zhuǎn)換中能量的總量是守也是不能創(chuàng)造和消滅的，在能量形式的轉(zhuǎn)換中能量

2、的總量是守恒的。恒的。 能量轉(zhuǎn)換及守恒定律是人類長(zhǎng)期生活和生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)換及守恒定律是人類長(zhǎng)期生活和生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，是自然現(xiàn)象的基本規(guī)律之一?？偨Y(jié)，是自然現(xiàn)象的基本規(guī)律之一。 能量轉(zhuǎn)換及守恒定律：能量轉(zhuǎn)換及守恒定律： 自然界中的一切物質(zhì)都具有能量；自然界中的一切物質(zhì)都具有能量； 能量有不同形式，能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式；能量有不同形式，能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式； 在轉(zhuǎn)換中，能量的數(shù)量保持不變。在轉(zhuǎn)換中，能量的數(shù)量保持不變。3 對(duì)于孤立系：對(duì)于孤立系：iso0E能量轉(zhuǎn)換及守恒定律的普遍敘述能量轉(zhuǎn)換及守恒定律的普遍敘述系統(tǒng)的總能量系統(tǒng)的總能量E為為 2iso1()2niicEmu

3、mmgz物系儲(chǔ)存物系儲(chǔ)存的總能量的總能量熱力學(xué)能（內(nèi)部?jī)?chǔ)存能）熱力學(xué)能（內(nèi)部?jī)?chǔ)存能）外部?jī)?chǔ)存能外部?jī)?chǔ)存能宏觀動(dòng)能宏觀動(dòng)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能isosyssur0EEE由于由于系統(tǒng)的能量變化系統(tǒng)的能量變化外界的能量變化外界的能量變化4systot()0EQWtotWQsurE省略下標(biāo)省略下標(biāo)sys，移項(xiàng)，移項(xiàng) 得得totQEWtotdQEW熱力學(xué)第一定律的一般表達(dá)式。熱力學(xué)第一定律的一般表達(dá)式。 或或系統(tǒng)和外界交換的能量：系統(tǒng)和外界交換的能量：作功作功傳熱傳熱5二、二、 閉口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律表達(dá)式閉口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律表達(dá)式 totdQEW21totQEEW 傳入系統(tǒng)的熱量等于系統(tǒng)儲(chǔ)存能的變化及系

4、統(tǒng)傳入系統(tǒng)的熱量等于系統(tǒng)儲(chǔ)存能的變化及系統(tǒng) 與外界交換功量之和。與外界交換功量之和。 totdQUW靜止閉口系統(tǒng)中靜止閉口系統(tǒng)中 21totQUUW所以靜止閉口系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式為所以靜止閉口系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式為 ddddddddeeiiQUp VF LA V QE QUF x簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)，與外界只有體積功交換。簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)，與外界只有體積功交換。 ddQUp V2211dQUUp V可逆可逆dSddTUp V6ddQUWQUWquwquw 第一定律第一解析式第一定律第一解析式功的基本表達(dá)式功的基本表達(dá)式熱熱討論：討論：1）對(duì)于循環(huán)對(duì)于循環(huán)netnetdQUWQW2）對(duì)于定

5、量工質(zhì)吸熱與升溫關(guān)系，還取決于）對(duì)于定量工質(zhì)吸熱與升溫關(guān)系，還取決于W 的的 “+”，“”，大小。，大小。例例2-1含容器熱容能量方程含容器熱容能量方程72-2 開(kāi)口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律表達(dá)式開(kāi)口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律表達(dá)式 一、變質(zhì)量系統(tǒng)基本方程一、變質(zhì)量系統(tǒng)基本方程 對(duì)于變質(zhì)量系統(tǒng)，狀態(tài)方程對(duì)于變質(zhì)量系統(tǒng)，狀態(tài)方程0),(mTVpf如質(zhì)量為如質(zhì)量為m 的理想氣體，狀態(tài)方程為的理想氣體，狀態(tài)方程為 gpVmR Tggddddp VV pmRTR T m變質(zhì)量系統(tǒng)的理想氣體狀態(tài)方程的微分形式變質(zhì)量系統(tǒng)的理想氣體狀態(tài)方程的微分形式dddd0pVmTpVmT 同樣，在變質(zhì)量系統(tǒng)中，氣體的熱力學(xué)能及焓不僅

6、與溫同樣，在變質(zhì)量系統(tǒng)中，氣體的熱力學(xué)能及焓不僅與溫度、壓力等參數(shù)有關(guān)，而且還隨質(zhì)量度、壓力等參數(shù)有關(guān)，而且還隨質(zhì)量m變化而變化。因此，變化而變化。因此，dd()ddUmum u u mdd()ddHmhm h h m8ioCVdmmm以質(zhì)量流率的形式來(lái)表示以質(zhì)量流率的形式來(lái)表示oCViddddmmmCV,i,oddmmmqq或或如控制體的出、入口有多個(gè)如控制體的出、入口有多個(gè)CV,i,oddmmmqq進(jìn)入系統(tǒng)的微元質(zhì)量進(jìn)入系統(tǒng)的微元質(zhì)量離開(kāi)系統(tǒng)的微元質(zhì)量離開(kāi)系統(tǒng)的微元質(zhì)量控制體積質(zhì)量守衡：控制體積質(zhì)量守衡：進(jìn)入控制體的質(zhì)量流率進(jìn)入控制體的質(zhì)量流率離開(kāi)控制體的質(zhì)量流率離開(kāi)控制體的質(zhì)量流率控制體

7、中的質(zhì)量變化率控制體中的質(zhì)量變化率9在變質(zhì)量系統(tǒng)中在變質(zhì)量系統(tǒng)中 dd, dd()dd , dSs mSmsSmsm ss msmdddT sup vddd()dT SUp VupvTsm變質(zhì)量系統(tǒng)基本方程變質(zhì)量系統(tǒng)基本方程 ddddT SUp Vg mdd, dd()dd , ddd, dd()dd , dUu mUmuUmum uu mumVv mVmvVmvm vv mvm10 單位質(zhì)量的吉布斯函數(shù)也稱為化學(xué)勢(shì)單位質(zhì)量的吉布斯函數(shù)也稱為化學(xué)勢(shì)ddddT SUp VmddddUT Sp Vm熱力學(xué)能變化熱力學(xué)能變化換熱換熱膨脹功膨脹功系統(tǒng)的質(zhì)量改變系統(tǒng)的質(zhì)量改變gddddT SUp Vg

8、m變質(zhì)量系統(tǒng)基本方程變質(zhì)量系統(tǒng)基本方程11二、開(kāi)口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律表達(dá)式二、開(kāi)口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律表達(dá)式 流入系統(tǒng)的能量流入系統(tǒng)的能量流出系統(tǒng)的能量流出系統(tǒng)的能量系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)能增量系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)能增量ECV=12ii iioo oosCV()()depvmQep vmWEiiiioooosCV()()depvmQep vmWU通除通除 dCVii i,ioo o,osd()()dmmEepv qep v qP不計(jì)控制體宏觀位能及動(dòng)能的變化不計(jì)控制體宏觀位能及動(dòng)能的變化熱流率熱流率軸功率軸功率進(jìn)入控制體的質(zhì)量流量進(jìn)入控制體的質(zhì)量流量離開(kāi)控制體的質(zhì)量流量離開(kāi)控制體的質(zhì)量流量控制體中儲(chǔ)存能的變化率控制體

9、中儲(chǔ)存能的變化率13開(kāi)口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律表達(dá)式開(kāi)口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律表達(dá)式單股流體進(jìn)出的穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流系統(tǒng)單股流體進(jìn)出的穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流系統(tǒng)22f,of,ioo,oii,is()()22mmcchgz qhgz qP1kg氣體的能量方程為氣體的能量方程為 22f,of,iooois()()2ccqhhg zzw穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程 寫成如下形式寫成如下形式 22f,of,iCVoo,oii,isdd22mmccEhgzqhgz qP推廣到多股氣流的情況，則推廣到多股氣流的情況，則 22f,of,iCVoo,oii,isd()()d22mmccEhgz qhgz qPCVii i,ioo o,o

10、sd()()dmmEepv qep v qP穩(wěn)流能量方程穩(wěn)流能量方程-心臟心臟14三、絕熱節(jié)流三、絕熱節(jié)流1. 定義定義由于局部阻力，使流體由于局部阻力，使流體 壓力降低的現(xiàn)象。壓力降低的現(xiàn)象。節(jié)流現(xiàn)象特點(diǎn)：節(jié)流現(xiàn)象特點(diǎn)： 1) p2 s1, I = T0 sg 3) h1 = h2， 但節(jié)流過(guò)程并非等焓過(guò)程；但節(jié)流過(guò)程并非等焓過(guò)程； 4) T2可能大于等于或小于可能大于等于或小于T1 理想氣體理想氣體T2 = T1 。2. 節(jié)流后的溫度變化節(jié)流后的溫度變化 焦耳焦耳-湯姆遜系數(shù)湯姆遜系數(shù)JpphvTvTTpcd0p 節(jié)流節(jié)流 ，取決于取決于dTpvTvT15 節(jié)流時(shí)狀態(tài)在致冷區(qū)節(jié)流時(shí)狀態(tài)在致

11、冷區(qū)則則T 下降，下降， 節(jié)流時(shí)狀態(tài)在致溫區(qū)節(jié)流時(shí)狀態(tài)在致溫區(qū)則則T上升或下降取決于上升或下降取決于p的大小的大小 當(dāng)氣體溫度當(dāng)氣體溫度T Ti,max或或T T1.實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)回曲線實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)回曲線TimaxTiminp0致溫區(qū)致溫區(qū)致冷區(qū)致冷區(qū)h1h3h2 轉(zhuǎn)回溫度轉(zhuǎn)回溫度 節(jié)流后溫度不變的狀態(tài)的溫度節(jié)流后溫度不變的狀態(tài)的溫度1617只要只要Q不大于不大于Q，并不違反第一定律，并不違反第一定律2-4 過(guò)程的方向性與熱力學(xué)第二定律過(guò)程的方向性與熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第一定律指出，能量不能產(chǎn)生也不會(huì)消滅，但可以從熱力學(xué)第一定律指出，能量不能產(chǎn)生也不會(huì)消滅，但可以從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，其能量平衡關(guān)系

12、式就是熱力學(xué)第一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，其能量平衡關(guān)系式就是熱力學(xué)第一定律表達(dá)式一定律表達(dá)式。 熱力學(xué)第一定律只說(shuō)明能量形式的變化及變化時(shí)數(shù)量關(guān)系，熱力學(xué)第一定律只說(shuō)明能量形式的變化及變化時(shí)數(shù)量關(guān)系，并未指明能量轉(zhuǎn)變的方向；也沒(méi)有提供能量轉(zhuǎn)變及傳遞的條件。并未指明能量轉(zhuǎn)變的方向；也沒(méi)有提供能量轉(zhuǎn)變及傳遞的條件。 18電流通過(guò)電阻，產(chǎn)生熱量電流通過(guò)電阻，產(chǎn)生熱量對(duì)電阻加熱，電阻內(nèi)產(chǎn)生反向電流對(duì)電阻加熱，電阻內(nèi)產(chǎn)生反向電流電能不大于加入熱能，不違反第一定律。電能不大于加入熱能，不違反第一定律。不計(jì)摩擦，抽去隔板不計(jì)摩擦，抽去隔板和放下隔板不違反第和放下隔板不違反第一定律。一定律。重物下落，水溫升高

13、重物下落，水溫升高;水溫下降，重物升高到原位水溫下降，重物升高到原位只要重物位能增加小于等于水降內(nèi)能只要重物位能增加小于等于水降內(nèi)能減少，不違反第一定律。減少，不違反第一定律。19 熱力學(xué)第二定律概括了人類對(duì)熱力過(guò)程方向性的經(jīng)驗(yàn)，熱力學(xué)第二定律概括了人類對(duì)熱力過(guò)程方向性的經(jīng)驗(yàn)，是基本的自然定律，它不能從任何其它定律推導(dǎo)出來(lái)。是基本的自然定律，它不能從任何其它定律推導(dǎo)出來(lái)。 熱力學(xué)第二定律存在著各種不同的表達(dá)形式，每一種說(shuō)熱力學(xué)第二定律存在著各種不同的表達(dá)形式，每一種說(shuō)法都是根據(jù)觀察客觀事物的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。熱力學(xué)第二定律的法都是根據(jù)觀察客觀事物的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。熱力學(xué)第二定律的各種表達(dá)形式都是等效的。各種

14、表達(dá)形式都是等效的。 開(kāi)爾文開(kāi)爾文-普朗克普朗克說(shuō)法說(shuō)法：從從一個(gè)熱源一個(gè)熱源吸取熱量，而使之吸取熱量，而使之全部全部變成機(jī)械能的變成機(jī)械能的循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是制造不出來(lái)的。是制造不出來(lái)的。 克勞修斯克勞修斯說(shuō)法：熱量不可能說(shuō)法：熱量不可能自發(fā)地自發(fā)地從低溫物體傳向高溫從低溫物體傳向高溫物體。物體。 喀喇氏喀喇氏說(shuō)法：說(shuō)法：“從系統(tǒng)的一個(gè)給定狀態(tài)出發(fā)，在其鄰近從系統(tǒng)的一個(gè)給定狀態(tài)出發(fā)，在其鄰近 的區(qū)域內(nèi)必然有這樣的狀態(tài)，它們是不能從給定的狀態(tài)經(jīng)的區(qū)域內(nèi)必然有這樣的狀態(tài)，它們是不能從給定的狀態(tài)經(jīng) 絕熱過(guò)程而達(dá)到的。絕熱過(guò)程而達(dá)到的?！?喀喇氏說(shuō)法雖抽象，但更具有普遍意義?？险f(shuō)法雖抽象，但

15、更具有普遍意義。 20等效性證明等效性證明 取取 i-j 為可逆絕熱過(guò)程為可逆絕熱過(guò)程;i-h 為絕熱過(guò)程，為絕熱過(guò)程，h-j為定容過(guò)程，構(gòu)成循環(huán)為定容過(guò)程，構(gòu)成循環(huán)i-h-j-i。循環(huán)凈熱量循環(huán)凈熱量net12h-jjhnetQQQQUUW但但20Q 違反開(kāi)爾文違反開(kāi)爾文- -普朗克說(shuō)法普朗克說(shuō)法 熱力學(xué)第二定律的熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì): 表達(dá)了自然界中表達(dá)了自然界中自發(fā)過(guò)程的方向性與不可逆性自發(fā)過(guò)程的方向性與不可逆性。 自發(fā)過(guò)程自發(fā)過(guò)程可行；可行； 自發(fā)過(guò)程的逆過(guò)程自發(fā)過(guò)程的逆過(guò)程必須有補(bǔ)償過(guò)程同時(shí)存在；必須有補(bǔ)償過(guò)程同時(shí)存在； 故自發(fā)過(guò)程不可逆。故自發(fā)過(guò)程不可逆。 21 自發(fā)過(guò)程方向性

16、自發(fā)過(guò)程方向性：各種過(guò)程總是朝著一個(gè)方向各種過(guò)程總是朝著一個(gè)方向孤立系孤立系 統(tǒng)總是從不平衡態(tài)朝平衡態(tài)方向統(tǒng)總是從不平衡態(tài)朝平衡態(tài)方向進(jìn)行，不能自發(fā)地反向進(jìn)行，不能自發(fā)地反向進(jìn)行，孤立系統(tǒng)達(dá)到平衡后，一切宏觀變化停止。進(jìn)行，孤立系統(tǒng)達(dá)到平衡后，一切宏觀變化停止。 自發(fā)過(guò)程不可逆性自發(fā)過(guò)程不可逆性當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡態(tài)后，在無(wú)外界影當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡態(tài)后，在無(wú)外界影響的條件下，決不會(huì)自發(fā)地變?yōu)榉瞧胶鈶B(tài)。響的條件下，決不會(huì)自發(fā)地變?yōu)榉瞧胶鈶B(tài)。 從微觀角度看，在某一瞬間，也許會(huì)發(fā)生如能量倒轉(zhuǎn)從微觀角度看，在某一瞬間，也許會(huì)發(fā)生如能量倒轉(zhuǎn)傳遞這樣的事件。傳遞這樣的事件。 從宏觀角度看，自然界一切熱過(guò)程具有方向性

17、與不可從宏觀角度看，自然界一切熱過(guò)程具有方向性與不可逆性是完全正確的客觀真理。從有限時(shí)間（宏觀很短，但逆性是完全正確的客觀真理。從有限時(shí)間（宏觀很短，但微觀上足夠長(zhǎng)的時(shí)間間隔）和具有大量粒子，占有一定的微觀上足夠長(zhǎng)的時(shí)間間隔）和具有大量粒子，占有一定的體積體系來(lái)看，由宏觀觀察所得到的熱力學(xué)第二定律的結(jié)體積體系來(lái)看，由宏觀觀察所得到的熱力學(xué)第二定律的結(jié)論在指導(dǎo)工程實(shí)際中是完全正確的。論在指導(dǎo)工程實(shí)際中是完全正確的。 222-5 熵方程和孤立系熵增原理熵方程和孤立系熵增原理 等號(hào)適用于可逆循環(huán)，等號(hào)適用于可逆循環(huán)，不等號(hào)適用于不可逆循環(huán)不等號(hào)適用于不可逆循環(huán)。 克勞修斯不等式克勞修斯不等式： r0

18、QT熱量的符號(hào)以工質(zhì)為基準(zhǔn)熱量的符號(hào)以工質(zhì)為基準(zhǔn)。 一、克勞修斯積分與熵一、克勞修斯積分與熵?zé)嵩礈囟葻嵩礈囟扔煽藙谛匏共坏仁娇蓪?dǎo)得狀態(tài)參數(shù)熵的定義式由克勞修斯不等式可導(dǎo)得狀態(tài)參數(shù)熵的定義式 revdQsT2211revQSSSTrirrdQST2211rirrQSSSTrdQST23據(jù)定義據(jù)定義revdqsT系統(tǒng)與外界交換熱量；系統(tǒng)與外界交換熱量；據(jù)理想氣體的熵變計(jì)算式據(jù)理想氣體的熵變計(jì)算式 22g11lnlnVTvscRTv考察自由膨脹考察自由膨脹2gg1lnln 20vRRv無(wú)熱、質(zhì)交換無(wú)熱、質(zhì)交換不可逆使系統(tǒng)熵增加不可逆使系統(tǒng)熵增加。二、系統(tǒng)熵變化的原因二、系統(tǒng)熵變化的原因熵是廣延性質(zhì)的

19、參數(shù)熵是廣延性質(zhì)的參數(shù)系統(tǒng)與外界交換質(zhì)量系統(tǒng)與外界交換質(zhì)量；p2, v224三、閉口系熵方程三、閉口系熵方程 rdQSTgfgdrQSSSSTgfddrQSSSST或或frQSTgS等號(hào)適用于可逆過(guò)程等號(hào)適用于可逆過(guò)程不等號(hào)適用于不可逆過(guò)程不等號(hào)適用于不可逆過(guò)程（熱）熵流（熱）熵流吸熱為正，放熱為負(fù)吸熱為正，放熱為負(fù)熵產(chǎn)熵產(chǎn)不可逆時(shí)永遠(yuǎn)為正，可逆時(shí)為零不可逆時(shí)永遠(yuǎn)為正，可逆時(shí)為零熵流和熵產(chǎn)熵流和熵產(chǎn)25閉口系（定質(zhì)量系統(tǒng)）的熵方程閉口系（定質(zhì)量系統(tǒng)）的熵方程 討論：討論： 1、系統(tǒng)的熵增（或熵變）只取決于系統(tǒng)的初、終態(tài)；但系統(tǒng)的熵增（或熵變）只取決于系統(tǒng)的初、終態(tài)；但熵流和熵產(chǎn)不只取決于系統(tǒng)的

20、初、終態(tài)，與過(guò)程有關(guān)，熵流和熵產(chǎn)不只取決于系統(tǒng)的初、終態(tài)，與過(guò)程有關(guān)，而且熵產(chǎn)永遠(yuǎn)不小于零；而且熵產(chǎn)永遠(yuǎn)不小于零； 2、對(duì)于任何可逆過(guò)程對(duì)于任何可逆過(guò)程fdSS3、對(duì)于任何絕熱過(guò)程對(duì)于任何絕熱過(guò)程， ， 0Q f0S gdSSd0S 或 4、系統(tǒng)與外界傳遞任何形式可逆功時(shí)，都不會(huì)引起系統(tǒng)熵系統(tǒng)與外界傳遞任何形式可逆功時(shí)，都不會(huì)引起系統(tǒng)熵的變化，也不會(huì)引起外界熵的變化的變化，也不會(huì)引起外界熵的變化。 fgdSSSgfdSSS26三、三、開(kāi)口系熵方程開(kāi)口系熵方程 流入控制體的熵流入控制體的熵 - - 流出控制體的熵流出控制體的熵+ +控制體熵產(chǎn)控制體熵產(chǎn) =控制體熵的變化?？刂企w熵的變化。inin

21、gooCVr,diiQsmSs mSTgCVooininr,diQSSs msmTCVooininrd0iQSs msmTgCVo,oin,inr,dddmmiSSs qs qT27穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流：穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流： CVd0S,in,ommmqqqgoinr,()imiSqssToinr,()0imiqssT絕熱穩(wěn)定流動(dòng)絕熱穩(wěn)定流動(dòng)：0igoin()mSqssoin0SSgCVo,oin,inr,dddmmiSSs qs qT例例2-6.ppt例例2-5.ppt28對(duì)于孤立系統(tǒng)對(duì)于孤立系統(tǒng) isod0Sg,iso0S或或 孤立系統(tǒng)熵增原理表達(dá)式，也是熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表孤立系統(tǒng)熵增原理表達(dá)式，也是熱力學(xué)

22、第二定律的數(shù)學(xué)表 達(dá)式達(dá)式。 孤立系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的一切實(shí)際過(guò)程雖然使孤立系統(tǒng)的總能量保持孤立系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的一切實(shí)際過(guò)程雖然使孤立系統(tǒng)的總能量保持不變，但使熵增加不變，但使熵增加熵增原理。熵增原理。 討論討論： 1、熵增原理可作為過(guò)程方向性的表述：對(duì)于絕熱的閉口系統(tǒng)熵增原理可作為過(guò)程方向性的表述：對(duì)于絕熱的閉口系統(tǒng)或者具有相互熱作用的復(fù)合系統(tǒng)組成的孤立系統(tǒng)，熵是絕對(duì)不會(huì)或者具有相互熱作用的復(fù)合系統(tǒng)組成的孤立系統(tǒng)，熵是絕對(duì)不會(huì)減少的。因此使孤立系統(tǒng)和閉口絕熱系熵減少的過(guò)程是不可能發(fā)減少的。因此使孤立系統(tǒng)和閉口絕熱系熵減少的過(guò)程是不可能發(fā)生的。生的。 四、孤立系熵增原理四、孤立系熵增原理 2、熵增原理是個(gè)

23、不守恒定律，只有在可逆過(guò)程中，孤立系統(tǒng)熵增原理是個(gè)不守恒定律，只有在可逆過(guò)程中，孤立系統(tǒng)的熵才守恒。的熵才守恒。 29 3、正是由于發(fā)生了不可逆過(guò)程，才使孤立系統(tǒng)的熵增大，不、正是由于發(fā)生了不可逆過(guò)程，才使孤立系統(tǒng)的熵增大，不可逆的程度愈大，熵的增加也愈大。因此，可以用孤立系統(tǒng)的熵可逆的程度愈大，熵的增加也愈大。因此，可以用孤立系統(tǒng)的熵增來(lái)度量過(guò)程不可逆的能量耗散效應(yīng)。增來(lái)度量過(guò)程不可逆的能量耗散效應(yīng)。 4、當(dāng)孤立系統(tǒng)的熵達(dá)到最大值時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到平衡。孤立系、當(dāng)孤立系統(tǒng)的熵達(dá)到最大值時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到平衡。孤立系統(tǒng)總是由不平衡狀態(tài)向平衡狀態(tài)過(guò)渡，其熵值不斷增大，達(dá)到統(tǒng)總是由不平衡狀態(tài)向平衡狀態(tài)過(guò)渡，其

24、熵值不斷增大，達(dá)到平衡時(shí)，一切變化停止，熵也達(dá)到最大值。平衡時(shí)，一切變化停止，熵也達(dá)到最大值。 例例2-4.ppt管內(nèi)流動(dòng)方向管內(nèi)流動(dòng)方向30用一組等熵線分割循環(huán)用一組等熵線分割循環(huán)可逆小循環(huán)可逆小循環(huán)不可逆小循環(huán)不可逆小循環(huán)可逆小循環(huán)部分：可逆小循環(huán)部分：r0qT不可逆小循環(huán)部分：不可逆小循環(huán)部分：2,L,1,H,11iiiiqTqT 2,L,1,2,1,H,H,L,0iiiiiiiiqTqqqTTTr0qT opvB. .12.A 克勞修斯積分不等式和熱力學(xué)第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式克勞修斯積分不等式和熱力學(xué)第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式回顧回顧 克勞修斯積分不等式克勞修斯積分不等式31可逆部分可逆部分+不可

25、逆部分不可逆部分r0qT可逆可逆 “=”不可逆不可逆“ s2（可逆達(dá)終（可逆達(dá)終態(tài)），如：態(tài)），如：22gg11lnlnln2VTvscRRTv gln2sR 0sTqq = 0 2211rqssT并不意味并不意味1 2,rev1 2,irrss因?yàn)橐驗(yàn)?52-6 能量轉(zhuǎn)換的特性能量轉(zhuǎn)換的特性 各種不同形式的能量對(duì)人類的有用程度不同各種不同形式的能量對(duì)人類的有用程度不同 能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程具有方向性與不可逆性能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程具有方向性與不可逆性 工程應(yīng)用中，熱力學(xué)第二定律具有特殊意義。工程應(yīng)用中，熱力學(xué)第二定律具有特殊意義。 一、能量轉(zhuǎn)換的限度一、能量轉(zhuǎn)換的限度 熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ南薅葻崃哭D(zhuǎn)變?yōu)楣Φ南薅?/p>

26、 max0t1wTqT 0max1TwqT或循環(huán)過(guò)程中從熱源吸取的熱量循環(huán)過(guò)程中從熱源吸取的熱量q不能全部不能全部轉(zhuǎn)換為功，其最大值為轉(zhuǎn)換為功，其最大值為 。 maxw36熱力學(xué)能轉(zhuǎn)換為有用功的限度熱力學(xué)能轉(zhuǎn)換為有用功的限度 閉口系統(tǒng)絕熱過(guò)程，系統(tǒng)由初態(tài)閉口系統(tǒng)絕熱過(guò)程，系統(tǒng)由初態(tài)1變化到終態(tài)變化到終態(tài)2，熱力學(xué)，熱力學(xué)能轉(zhuǎn)化為功能轉(zhuǎn)化為功: 21uuw 初態(tài)一定時(shí)，其終態(tài)初態(tài)一定時(shí)，其終態(tài)2不能隨意給出不能隨意給出: 12ss max112()aawuup vv絕熱系統(tǒng)熱力學(xué)轉(zhuǎn)換為有用功最大值為絕熱系統(tǒng)熱力學(xué)轉(zhuǎn)換為有用功最大值為 相反，任意數(shù)量有用功可以通過(guò)耗散相反，任意數(shù)量有用功可以通過(guò)耗

27、散全部轉(zhuǎn)換為熱力學(xué)能。全部轉(zhuǎn)換為熱力學(xué)能。 能量轉(zhuǎn)換的非對(duì)稱性能量轉(zhuǎn)換的非對(duì)稱性機(jī)械能和電能機(jī)械能和電能可以不受限制地轉(zhuǎn)換為熱力學(xué)能；但即使是可以不受限制地轉(zhuǎn)換為熱力學(xué)能；但即使是可逆過(guò)程熱力學(xué)能和熱量不能全部轉(zhuǎn)換為功?？赡孢^(guò)程熱力學(xué)能和熱量不能全部轉(zhuǎn)換為功。37二、二、能量轉(zhuǎn)換的規(guī)律能量轉(zhuǎn)換的規(guī)律 能量轉(zhuǎn)換程度作為準(zhǔn)則能量轉(zhuǎn)換程度作為準(zhǔn)則 1、無(wú)限轉(zhuǎn)換能、無(wú)限轉(zhuǎn)換能 2、有限轉(zhuǎn)換能、有限轉(zhuǎn)換能 3、非轉(zhuǎn)換能、非轉(zhuǎn)換能 一切形式的能量由一切形式的能量由和火無(wú)組成，和火無(wú)組成，是能量的屬性。是能量的屬性。 能量能量可轉(zhuǎn)換為任何其他形式能量的部分可轉(zhuǎn)換為任何其他形式能量的部分能量中無(wú)法轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰恐?/p>

28、無(wú)法轉(zhuǎn)變?yōu)榈牟糠值牟糠只馃o(wú)火無(wú)在給定的環(huán)境介質(zhì)下在給定的環(huán)境介質(zhì)下能量能量= =+ +火無(wú)火無(wú)，其中每一組成部分可分別為，其中每一組成部分可分別為零零。 根據(jù)根據(jù)和和火無(wú)火無(wú)，熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律也可表述為：也可表述為： （1）一切不可逆過(guò)程中，必有）一切不可逆過(guò)程中，必有轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為火無(wú)火無(wú)。 （2）由）由火無(wú)火無(wú)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為的過(guò)程是不可能的。的過(guò)程是不可能的。 （3）孤立系統(tǒng)的）孤立系統(tǒng)的減不增。減不增。 38一切過(guò)程都是不可逆的，一切過(guò)程都是不可逆的，轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變火無(wú)火無(wú)是無(wú)法改變的，是無(wú)法改變的， 無(wú)限轉(zhuǎn)換能（無(wú)限轉(zhuǎn)換能（）的儲(chǔ)存會(huì)不斷地減少，所以人類）的儲(chǔ)存會(huì)不斷地減少，所以人類

29、 活動(dòng)不能建立在無(wú)節(jié)制向自然界的索取上?；顒?dòng)不能建立在無(wú)節(jié)制向自然界的索取上。環(huán)境參數(shù)對(duì)能量轉(zhuǎn)換的影響環(huán)境參數(shù)對(duì)能量轉(zhuǎn)換的影響 環(huán)境介質(zhì)作為一個(gè)無(wú)限蓄熱系統(tǒng)，認(rèn)為它永遠(yuǎn)處于平環(huán)境介質(zhì)作為一個(gè)無(wú)限蓄熱系統(tǒng)，認(rèn)為它永遠(yuǎn)處于平衡狀態(tài)，而參與一切熱力過(guò)程，即它能吸收熱量或放出熱衡狀態(tài)，而參與一切熱力過(guò)程，即它能吸收熱量或放出熱量而不改變其強(qiáng)度參數(shù)量而不改變其強(qiáng)度參數(shù)T0及及p0。 環(huán)境中積聚的能量是無(wú)法利用的，全球海水質(zhì)量約環(huán)境中積聚的能量是無(wú)法利用的，全球海水質(zhì)量約為為 m=1.421021kg，如海水溫度降低，如海水溫度降低3.36 106K ，其熱，其熱力學(xué)能減小量相當(dāng)于力學(xué)能減小量相當(dāng)于20世

30、紀(jì)世紀(jì)80年代中期全球一年用電量。年代中期全球一年用電量。 系統(tǒng)與環(huán)境平衡的狀態(tài)稱為系統(tǒng)與環(huán)境平衡的狀態(tài)稱為“死態(tài)死態(tài)”，在死態(tài)系統(tǒng)，在死態(tài)系統(tǒng)的熱的熱力學(xué)能完全喪失轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的能力。因此，各種形式能力學(xué)能完全喪失轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的能力。因此，各種形式能量中可轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ牟糠值挠?jì)算都以環(huán)境狀態(tài)為基點(diǎn)。量中可轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ牟糠值挠?jì)算都以環(huán)境狀態(tài)為基點(diǎn)。 39三、三、系統(tǒng)能量分析方法系統(tǒng)能量分析方法 目的目的：確定系統(tǒng)各部位的能量損失的性質(zhì)、大小，確定系統(tǒng)各部位的能量損失的性質(zhì)、大小， 提高系統(tǒng)或裝置對(duì)能量利用的效率。提高系統(tǒng)或裝置對(duì)能量利用的效率。 方法方法：第一定律分析法和第二定律分析法第一定律分析法

31、和第二定律分析法 依據(jù)依據(jù)能量在數(shù)量上守恒；能量在數(shù)量上守恒； 方法方法計(jì)算計(jì)算各部位能量轉(zhuǎn)換、傳遞、利用各部位能量轉(zhuǎn)換、傳遞、利用 和損失的數(shù)量，確定該系統(tǒng)的能量利用或和損失的數(shù)量，確定該系統(tǒng)的能量利用或 轉(zhuǎn)換效率；轉(zhuǎn)換效率； 特征特征能量數(shù)量上的平衡，考慮了能量數(shù)量能量數(shù)量上的平衡，考慮了能量數(shù)量 利用程度，反映能量數(shù)量的利用程度，反映能量數(shù)量的“外部損失外部損失”。 如蒸汽動(dòng)力裝置熱平衡揭示鍋爐散熱、排如蒸汽動(dòng)力裝置熱平衡揭示鍋爐散熱、排 煙和不完全燃燒損失、汽輪機(jī)和管道等的煙和不完全燃燒損失、汽輪機(jī)和管道等的 散熱損失及冷凝器的熱損失；散熱損失及冷凝器的熱損失； 標(biāo)志標(biāo)志裝置的熱效率。

32、裝置的熱效率。 第一定律分析法第一定律分析法40 第二定律分析法第二定律分析法 依據(jù)依據(jù)綜合第一定律、第二定律綜合第一定律、第二定律 ； 方法方法從從能量的數(shù)量和質(zhì)量來(lái)分析系統(tǒng)能量的數(shù)量和質(zhì)量來(lái)分析系統(tǒng) 各部位揭示出能量中各部位揭示出能量中的轉(zhuǎn)換、傳遞、的轉(zhuǎn)換、傳遞、 利用和損失情況；利用和損失情況； 特征特征抓住不可逆過(guò)程中抓住不可逆過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)榛馃o(wú)火無(wú)、火無(wú)火無(wú)不可能轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢赡苻D(zhuǎn)變?yōu)?，揭示系統(tǒng)內(nèi)部能量，揭示系統(tǒng)內(nèi)部能量“質(zhì)質(zhì)”的貶的貶值和損耗；值和損耗；標(biāo)志標(biāo)志系統(tǒng)系統(tǒng)效率效率41兩類方法所揭示的不完善部位及損失的大小不同兩類方法所揭示的不完善部位及損失的大小不同設(shè)設(shè) 備備能量損失

33、占輸入能量損失占輸入能量的比（能量的比（%）損失占輸入損失占輸入量的比（量的比（%）鍋爐：鍋爐： 燃燒過(guò)程燃燒過(guò)程 傳熱過(guò)程傳熱過(guò)程 煙道損失煙道損失 其他損失其他損失汽輪機(jī)汽輪機(jī)冷凝器冷凝器加熱器加熱器其他其他合計(jì)合計(jì)9 047035949 29.7 14.9 0.68 3.7241.51.05.561某蒸汽動(dòng)力裝置兩種分析結(jié)果某蒸汽動(dòng)力裝置兩種分析結(jié)果42 系統(tǒng)與外界有系統(tǒng)與外界有不平衡不平衡存在，即具備作功能力，作功能力也可存在，即具備作功能力，作功能力也可稱為有效能，可用能等。稱為有效能，可用能等。2-7 一、一、熱量熱量和冷量和冷量熱量熱量0 x,01QTeqqTsT熱量火無(wú)熱量火無(wú)

34、sTTTqan00冷量冷量冷量冷量火無(wú)火無(wú)x,021()nQaqeT ssa012cqTsq電加熱水過(guò)程電加熱水過(guò)程損損43二、二、閉口系統(tǒng)工質(zhì)的閉口系統(tǒng)工質(zhì)的熱力學(xué)能熱力學(xué)能x,U0000000()()()euTspvuuT ssp vv 閉口系統(tǒng)工質(zhì)的閉口系統(tǒng)工質(zhì)的火無(wú)火無(wú)為：為： ,U,U00000()()nxaueup vvT ss閉口系統(tǒng)由狀態(tài)閉口系統(tǒng)由狀態(tài)1 1變化到狀態(tài)變化到狀態(tài)2 2時(shí)的最大可用功時(shí)的最大可用功12x,Ux,U12012012()()()eeuuT ssp vv44三、穩(wěn)流開(kāi)口系統(tǒng)工質(zhì)的三、穩(wěn)流開(kāi)口系統(tǒng)工質(zhì)的焓焓x,H000000 0()()()()ehhT s

35、shT shT s開(kāi)口系統(tǒng)工質(zhì)開(kāi)口系統(tǒng)工質(zhì)火無(wú)火無(wú),H,H000()nxahehT ss 當(dāng)開(kāi)口系統(tǒng)從初態(tài)當(dāng)開(kāi)口系統(tǒng)從初態(tài)1 1變化到終態(tài)變化到終態(tài)2 2時(shí)，工質(zhì)所能做的最時(shí)，工質(zhì)所能做的最大有用功就是初態(tài)與終態(tài)焓大有用功就是初態(tài)與終態(tài)焓之差之差12x,Hx,H10 120 2()()eehT shT s452-8 損失和損失和平衡方程平衡方程 一、一、不可逆過(guò)程的不可逆過(guò)程的損失和損失和減原理減原理 孤立系統(tǒng)中一切過(guò)程孤立系統(tǒng)中一切過(guò)程均不改變其總內(nèi)部?jī)?chǔ)能，即任意過(guò)程均不改變其總內(nèi)部?jī)?chǔ)能，即任意過(guò)程中中能量守恒能量守恒。但各種不可逆過(guò)程均造成機(jī)械能損失，。但各種不可逆過(guò)程均造成機(jī)械能損失，任

36、何不任何不可逆過(guò)程均是可逆過(guò)程均是Siso 0，所以，所以熵產(chǎn)與熵產(chǎn)與損失存在必然聯(lián)系損失存在必然聯(lián)系。例。例11HqsT a) 熱能熱能機(jī)械能機(jī)械能2LqsT2netw熱源：失熱源：失q1冷源：得冷源：得q20s 熱機(jī)：輸出熱機(jī)：輸出461212isoHLHL00qqqqsTTTT rev “=”irrev “”1t,revt,irrevnet,revnet,irrevqww 同樣不可逆使不可逆使孤立系熵增大孤立系熵增大造成后果是造成后果是機(jī)械能（機(jī)械能（）減少）減少若可逆循環(huán)，循環(huán)凈功及放熱中的若可逆循環(huán)，循環(huán)凈功及放熱中的02x,rev12210102LL()1TqeqqqqTqTsTT

37、若不可逆循環(huán)，循環(huán)凈功及放熱中的若不可逆循環(huán)，循環(huán)凈功及放熱中的02x,irrev12210102LL()1TqeqqqqTqTsTTx,revx,irrev1021020220 g()()IeeqTsqTsTssT s47b) 熱量：高溫?zé)崃浚焊邷氐蜏氐蜏谹AqsT iso110BAsqTTrev “=” irrev “” 若不可逆，若不可逆，TATB，以，以A為熱源為熱源B為冷源，利用熱機(jī)可使一為冷源，利用熱機(jī)可使一部分熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，所以部分熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，所以孤立系熵增大孤立系熵增大意味意味損失損失。損失。損失值為從值為從A傳出熱量中含的傳出熱量中含的與從與從B傳出熱量中含傳出熱量

38、中含之差。之差。BBqsTA：失：失qB：得：得q0011ABTTIqqTT00 g11BAqTT sTT48 c) 機(jī)械功（或電能）轉(zhuǎn)化為熱能機(jī)械功（或電能）轉(zhuǎn)化為熱能輸入輸入WsQ（=Ws），氣體由），氣體由T1 上升到上升到T2，v1 = v2。 工質(zhì)熵變工質(zhì)熵變221rev1ln0VTQSmcTT工質(zhì)外界外界 S外外=0熱能不可能熱能不可能100%轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，故轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，故Siso0還是意味還是意味損失損失。iso0SSSS 外工質(zhì)工質(zhì)sx,s00UIWEWUTSpV 工質(zhì)損失等于輸入軸功與氣體熱力學(xué)能損失等于輸入軸功與氣體熱力學(xué)能的增量差的增量差 由于容器體積不變，散熱不計(jì)，輸

39、入軸功等與熱力學(xué)能增量，由于容器體積不變，散熱不計(jì)，輸入軸功等與熱力學(xué)能增量，氣體熵增即為過(guò)程熵產(chǎn)氣體熵增即為過(guò)程熵產(chǎn)00ITST Sg工質(zhì)49d) 有壓差的膨脹（如自由膨脹）有壓差的膨脹（如自由膨脹）2g1ln0vsRv iso0ss 2g01lnvQR Tviso0s孤立系熵增（即熵增）意味孤立系熵增（即熵增）意味損失，損失，0WQW 2g1lnvsRv 2g01lnvQsRTv 外界0s外界20g0g1lnvIWT ST Rv0gIT S50 一切自發(fā)過(guò)程都不可逆一切自發(fā)過(guò)程都不可逆轉(zhuǎn)變?yōu)榛馃o(wú)無(wú)法改變轉(zhuǎn)變?yōu)榛馃o(wú)無(wú)法改變 ，任，任何不可逆過(guò)程必引起何不可逆過(guò)程必引起損失，因此實(shí)際過(guò)程中損失

40、，因此實(shí)際過(guò)程中不守恒。不守恒。 孤立系統(tǒng)的孤立系統(tǒng)的減少原理：減少原理： 孤立系統(tǒng)中一切實(shí)際的或不可逆的過(guò)程都使系統(tǒng)的孤立系統(tǒng)中一切實(shí)際的或不可逆的過(guò)程都使系統(tǒng)的減少，其極限（所有過(guò)程都可逆）使系統(tǒng)的減少，其極限（所有過(guò)程都可逆）使系統(tǒng)的保持不保持不變。任何使孤立系統(tǒng)的變。任何使孤立系統(tǒng)的增加的過(guò)程是不可能發(fā)生的。增加的過(guò)程是不可能發(fā)生的。系統(tǒng)或過(guò)程系統(tǒng)或過(guò)程平衡方程：平衡方程： 輸入系統(tǒng)的輸入系統(tǒng)的 輸出系統(tǒng)的輸出系統(tǒng)的 損失損失 = =系統(tǒng)系統(tǒng)的變化的變化 51二、封閉系統(tǒng)的平衡方程二、封閉系統(tǒng)的平衡方程 21x,x,losx,x,QuUUEWEEEx,losx,ux,QUEEWE 或或

41、損失損失 系統(tǒng)輸出的有用功系統(tǒng)輸出的有用功機(jī)械功機(jī)械功熱量熱量20 x,1r1QTEQT熱力學(xué)能熱力學(xué)能差差21x,x,x,21021021()()UUUEEEUUp VVT SSx,u1 2021()WEWWp VV52損失和熵產(chǎn)損失和熵產(chǎn)能量平衡：能量平衡： 熱源熵變量：熱源熵變量： 環(huán)境熵變量：環(huán)境熵變量： 封閉系統(tǒng)不可逆過(guò)程的封閉系統(tǒng)不可逆過(guò)程的損失，等于該系統(tǒng)及損失，等于該系統(tǒng)及其外界組成的孤立系統(tǒng)其外界組成的孤立系統(tǒng)熵增（或過(guò)程熵產(chǎn)）與熵增（或過(guò)程熵產(chǎn)）與環(huán)境溫度的乘積。環(huán)境溫度的乘積。000QST x,los021r00iso0gETSSSSTST S021021u()0QQUU

42、p VVW2r1rQST20 x,losux,1r221021021u01r1()()UTEQWETQQUUp VVT SSWTT53三三、穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)、穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)平衡方程平衡方程 系統(tǒng)能量平衡：系統(tǒng)能量平衡：熵方程熵方程222021021f 2f1u0g1r11()()2TQHHT SSm ccWT ST20021g1r()QQTSSST2021g1r0QQSSSTT22021f 2f1u()2mQQHHccW54222021021f 2f1u0g1r11()()2TQHHT SSm ccWT ST22010010f11r220020f 2u0g1()()2()()2TmQHHT SScT

43、mHHT SScWT S1222x,x,f1x,f 2x,0g22QHHWmmEEcEcET S2122x,x,x,f 2f1x,0g()()2QHHWmEEEccET S20 x,x2x1ux,los1r1QTQEEEWET2xx,f12HEEc物流物流移項(xiàng)移項(xiàng)例例2-7.ppt55TsoB1TmH.32A.4qT0qaqun. 系統(tǒng)與外界有系統(tǒng)與外界有不平衡不平衡存在，即具備作功能力，作功能存在，即具備作功能力，作功能力也可稱為力也可稱為有效能，可用能有效能，可用能等。等。熱源傳出的熱量中理論上可轉(zhuǎn)化為熱源傳出的熱量中理論上可轉(zhuǎn)化為最大有用功最大有用功的熱量。的熱量。因因T0基本恒定，故基

44、本恒定，故qun s1201un1a10012mHmHTqqqqqTTsTTa1012qqTs0a1mH1TqqT 熱量熱量q1的可用能的可用能qa熱量熱量56討論：討論： 1）qa是環(huán)境條件下熱源傳出熱量中可轉(zhuǎn)化為功的最高是環(huán)境條件下熱源傳出熱量中可轉(zhuǎn)化為功的最高 分額份額，稱為分額份額，稱為熱量熱量 ； 2）qun是理想狀況下熱量中仍不能轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ牟糠?，是是理想狀況下熱量中仍不能轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ牟糠?，?熱能的一種屬性，環(huán)境條件和熱源確定后不能消除熱能的一種屬性，環(huán)境條件和熱源確定后不能消除 減少，稱為減少，稱為熱量熱量； 3）與環(huán)境有溫差的熱源傳出的熱量具備作功能力，但）與環(huán)境有溫差的熱源傳出

45、的熱量具備作功能力，但 循環(huán)中排向低溫?zé)嵩吹臒崃课幢厥菑U熱，而環(huán)境介循環(huán)中排向低溫?zé)嵩吹臒崃课幢厥菑U熱，而環(huán)境介 質(zhì)中的內(nèi)熱能全部是質(zhì)中的內(nèi)熱能全部是廢熱廢熱。 4）qa與熱源放熱過(guò)程特征有關(guān)，因此與熱源放熱過(guò)程特征有關(guān)，因此qa從嚴(yán)格意義上從嚴(yán)格意義上 講不是狀態(tài)參數(shù)。講不是狀態(tài)參數(shù)。x,QE57TsoB132AqT0qc.mn.cqaqq.a01TqqT0ac1 TqqT20ac11 TqqTca01TqqT2c0c1qTqTa012cqTsq整理整理 冷量的作功能力冷量的作功能力 冷量冷量低于環(huán)境溫度傳遞的熱量。低于環(huán)境溫度傳遞的熱量。 58.討論：討論： 1）熱量的可用能和冷量的可用能計(jì)算式差一負(fù)號(hào)。）熱量的可用能和冷量的可用能計(jì)算式差一負(fù)號(hào)。 a1012qqTsa012cqTsq熱量可用能熱量可用能冷量可用能冷量可用能3）熱（冷）量可用能）熱（冷）量可用能 與與T的關(guān)系。的關(guān)系。2）物體吸熱，熱量中可用能使物體作功