第12讲 热力学第二定律.ppt

哪个参数才能正确评价能的价值 焓 哪个参数才能正确评价能的价值 内能 三种不同品质的能量 1、可无限转换的能量 Ex与An Ex的定义 Ex ——作功能力 环境一定，能量中最大可能转换为功的部分 热一律和热二律的Ex含义 一切过程， Ex+An总量恒定 Decrease of exergy principle 热量的Ex与An 1、恒温热源 T 下的 Q 热量的Ex与An 2、变温热源下的 Q 热量的Ex与An的说明 1、Q中最大可能转换为功的部分，就是ExQ 冷量的Ex与An T T0 的冷量Q2 ,有没有Ex 冷量的Ex与An的说明 闭口系统内能的Ex与An 闭口系统内能的Ex与An 闭口系统内能的Ex与An 闭口系统内能的Ex与An的说明 闭口系统内能的Ex举例 闭口系统内能的Ex举例 稳定流动工质的焓Ex与An 稳定流动工质的焓Ex与An 稳定流动工质的焓Ex与An的说明 稳定流动工质的焓Ex举例 稳定流动工质的焓Ex举例 Ex平衡、 Ex效率、 Ex损失 Ex损失与作功能力损失 Ex损失与作功能力损失 Ex损失与功减少 Quality and Quantity 例2, Ex解法 例2, Ex解法 例3 例3 例3 65 95 15 65 15 S T S T Ex1 Ex2 (1-m)kg从65 ℃降低到15 ℃, 放出Ex mkg从65 ℃提高到95 ℃, 需Ex 放出Ex=需Ex 解得m 有三个热容(cm)相同的刚性物体组成一个系统，其温度分别为TA=300K, TB=350K, TC=400K,若要使其中一个物体温度升高，另外两个物体达到相同温度，问该物体能上升的最高温度？并说明使三个物体中任何一个物体温度上升，其最高温度相同。 解：设C上升最高温度为Tmax, A和B温度下降到T ’ 热一律，热平衡 * h1 = h2 p1 p2 w1 w2 w1 w2 u1 = u2 p0 p0 w1 w2 w1 w2 如：机械能、电能、水能、风能 理论上可以完全转换为功的能量 高级能量 2、不能转换的能量 理论上不能转换为功的能量 如：环境（大气、海洋） 3、可有限转换的能量 理论上不能完全转换为功的能量 低级能量 如：热能、焓、内能 （Ex） （An） （Ex+An） 当系统由一任意状态可逆地变化到与给定环境相平衡的状态时，理论上可以无限转换 为任何其它能量形式的那部分能量，称为Ex 100%相互转换 功 能量中除了 Ex 的部分，就是 An Ex作功能力 500 K 100 kJ 1000 K 100 kJ T0=293 K T0=293 K 热一律： 热二律： 在可逆过程中，Ex保持不变 在不可逆过程中， 部分Ex转换为An Ex损失、作功能力损失、能量贬值 任何一孤立系， Ex只能不变或减少， 不能增加—— 孤立系Ex减原理 由An转换为Ex不可能 The exergy of an isolated system during a process always decrease or, in the limiting case of a reversible process, remains constant 任何一孤立系， Ex只能不变或减少， 不能增加—— 孤立系Ex减原理 In other words, it never increase and exergy is destroyed during an actual process ExQ: Q中最大可能转换为功的部分 T S T0 ExQ AnQ 卡诺循环的功 T T S T0 ExQ AnQ 微元卡诺循环的功 T S T0 ExQ AnQ 2、 ExQ = Q-T0?S = f (Q ,T,T0 ) Ex损失 3、单热源热机不能作功 T=T0, ExQ=0 4、Q 一定，不同 T 传热, Ex 损失，作功能力损失 Q ,T0一定，T ExQ T一定，Q ExQ 卡诺循环的功 T0 TT0 ?Q1 ?Wmax ?Q2 实际上，只要系统状态与环境的状态有差别， 就有可能对外作功，就有Ex T S T0 T ExQ2 Q2 冷量Ex可理解为: TT0,肯定是对其作功才形成的，而这个功（就是Ex）就储存在冷量里了。 设一闭口系统（1kg），状态为 u1, s1, T1, p1, v1 w w ’ w ’’ T0 exu=? 经某可逆过程，与环境达到平衡，状态为u0, s0, T0, p0, v0，过程中放热