工程热力学和传热学04第二定律.ppt

第四章 热力学第二定律The?second?law?of?thermodynamics 第一节 热力学第二定律的典型表述 第二节 卡诺循环和卡诺定理 第三节 克劳修斯不等式 第四节 状态参数—熵 第五节 熵增原理 3.某锅炉进风压力表为充油的U形管压力表进风压力读数为30mm油柱液位高（高于当地大气压力），如当地大气压力为0.1 MPa,而油的密度为850kg/m3,试求进风表压力和绝对压力各为多少（以MPa表示）？ 问题的提出 过程具有方向性 不同工质混合 第一节 热力学第二定律的典型表述 一、克劳修斯Clausius说法 （1850年） 二、开尔文Kelvin说法 （1851年） Clausius 克劳修斯Clausius说法——能量传递 开尔文Kelvin说法——能量转换 两种说法是等价的。 自然热的利用 温州汽车研究员自称：推翻了“热力学第二定律”2005-03-11 11:15:00　　每日新报 　　日前，外地媒体报道，一名自称“科学巨人”的温州人找到报社表示，他已经“推翻了”热力学第二定律“，要向社会悬奖50万，征求能推翻他的逻辑反例。 　　这名“科学巨人”叫赵兴龙，今年55岁。两年前，他曾悬奖5万元在中科大征求过反例，但没有人能举证。两个月前，他将悬奖额度提高到50万元，仍然没人能举出反例。所以他认为，这是个普遍适用的逻辑模型，是个正确的逻辑模型。现在他向全社会悬奖50万元，如果这个“逻辑定律”再找不到反例，那么热力学第二定律就被“推翻”了。 　　 例:某热机中工质先从T1’=1000K的热源吸热150kJ/kg，再从T1”=1500K的热源吸热450kJ/kg，向T2=500K的热源放热360kJ/kg，试判断该循环能否实现；是否为可逆循环？若令该热机做逆循环，能否实现？ 第二节 卡诺循环和卡诺定理 都是我搞 出来的，呵呵 二、卡诺定理 （1）在两个给定的热源之间工作的所有热机，不可能具有比可逆热机更高的热效率。 （2）在两个热源间工作的一切可逆热机具有相同的热效率。 结论：在同样的两个温度不同的热源间工作的热机，以可逆热机热效率为最大，不可逆热机的热效率小于可逆热机,它指出了在两个温度不同的热源间工作的热机热效率的最高极限值。 另一种说法： 在温度为T1的高温热源和温度为T2的低温热源之间工作 的热机循环，以卡诺循环的热效率为最高。”  第三节 克劳修斯不等式 一、两热源间的循环 二、无穷多个热源间的循环 例4-1 （P42） 某热机中工质先从T1’=1000K的热源吸热150kJ/kg，再从T1”=1500K的热源吸热450kJ/kg，向T2=500K的热源放热360kJ/kg，试判断该循环能否实现；是否为可逆循环？若令该热机做逆循环，能否实现？ 第四节 状态参数 — 熵 一、沿可逆过程的克劳修斯积分 二、沿不可逆过程的克劳修斯积分 三、熵流与熵产 四、熵的性质 对任意过程： 方向：沿 可行， 反之不可行。 条件：非自发过程S的 必须伴随自发过程S 的 且补之有余，总效果是 。 回顾 作业 P50－51 思考题：4、5（请写在作业本上） 习题：3、9、12（其中的Q1应为Q2） 熵 S 比熵 s 对于微元过程： 由于熵是状态参数，所以不论过程是否可逆，熵变只由初终状态决定。 对于微元过程： v p 2 1 b a 对于可逆过程取等号，对于不可逆过程取不等号。过程中二者差值愈大，过程偏离可逆过程愈远，过程的不可逆性也就愈大 。 沿任何过程（可逆或不可逆）的克劳修斯积分， 称为“熵流”，用“?Sf”表示。 系统熵的变化量与熵流之差定义为熵产， 用“?Sg”表示 熵流是由于系统与外界的发生热交换而引起的，其取值可正可负可为零，而熵产是过程不可逆性的度量，可逆过程熵产为零，不可逆过程熵产大于零，任何过程的熵产不可能小于零。 1. 熵是状态参数，是尺度量。 2. T-s（温-熵）图上可逆过程曲线下的面积等于过程热量。 T s 1 2 s1 s2 可逆过程 ds0 吸热 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。 第五节 熵增原理 孤立系统和绝热系统： 孤立系统熵增原理： 在孤立系统和绝热系统中