[理学]5 第8章 热力学.ppt

第6节 熵 三，熵增加原理 为说明熵的意义，讨论一个很常见的过程——绝热过程。比如杯中的水与大气就组成一个绝热系统。 即对一个绝热过程，如果它经历的过程是一个不可逆过程，熵总是增加的。 另一方面，热力学第二定律告诉我们：所有实际热力学过程都是不可逆的。 对一个绝热系统来说，它不可能从外界得到什么，也就是说，绝热系统所经历的过程是自发的。所以， 所以在绝热过程所经历的自发过程中，熵总是增大的。 第6节 熵 【注意】 实际上，“熵增加”这一结论只是对绝热系统的热力学过程，或者对自发的热力学过程才成立，这一结论并不是对所有热力学过程都成立，例如 外界推动 就是一个熵减小的过程，之所以熵减小是因为外界在迫使气缸中的气体向熵减小的方向发展。 三，熵增加原理 * 锅炉 气缸 冷凝器 水泵 整个热力学的发展过程也是热机发展的历史。 第4节 循环过程 卡诺循环 一,循环过程 蒸气机的过程： 内能的一部分转变成功 整个热力学的发展过程也是热机发展的历史。 第4节 循环过程 卡诺循环 一,循环过程 蒸气机的过程： 水加热成蒸汽 高温蒸汽推动活塞 低温蒸汽冷却成水 水泵回锅炉 循环 工作物质：水； 物理实质：水在高、低温热源之间循环，使热的一部分变成功。 高温热源 低温热源 内能的一部分转变成功 整个热力学的发展过程也是热机发展的历史。 第4节 循环过程 卡诺循环 蒸气机的过程： 水加热成蒸汽 高温蒸汽推动活塞 低温蒸汽冷却成水 水泵回锅炉 循环 高温热源 低温热源 p V o 正循环； 逆循环。 一,循环过程 内能的一部分转变成功 整个热力学的发展过程也是热机发展的历史。 第4节 循环过程 卡诺循环 蒸气机的过程： 水加热成蒸汽 高温蒸汽推动活塞 低温蒸汽冷却成水 水泵回锅炉 循环 循环做的功 高温热源 低温热源 p V o 2 V2 p2 1 V1 p1 正循环； 逆循环。 Q1 一,循环过程 ＝面积： Q2 循环到起始状态： DE= DE1 -DE2 =0 内能的一部分转变成功 整个热力学的发展过程也是热机发展的历史。 第4节 循环过程 卡诺循环 蒸气机的过程： 水加热成蒸汽 高温蒸汽推动活塞 低温蒸汽冷却成水 水泵回锅炉 循环 循环做的功 高温热源 低温热源 p V o 2 V2 p2 1 V1 p1 正循环； 逆循环。 Q1 一,循环过程 ＝面积： Q2 在循环过程中，应用热力学第一定律时无需计算内能 整个热力学的发展过程也是热机发展的历史。 第4节 循环过程 卡诺循环 p V o 2 V2 p2 1 V1 p1 正循环效率： 一,循环过程 正循环：对外做功为＋ 逆循环：外界做功为－ 逆循环制冷系数： 【例题 8-5】 1000mol空气，Cp,m=29.2J/Kmol，开始为标准状态A，pA=1.01×105Pa,TA=273K,VA=22.4m3，等压膨胀至状态B，其容积为原来的2倍，然后作下图所示的等容、等温过程回到态A，完成一次循环。求循环效率。 【解】 (1)等压膨胀过程 【解】 (2)等容降温过程 (3)等温压缩过程 【例题 8-5】 1000mol空气，Cp,m=29.2J/Kmol，开始为标准状态A，pA=1.01×105Pa,TA=273K,VA=22.4m3，等压膨胀至状态B，其容积为原来的2倍，然后作下图所示的等容、等温过程回到原态A，完成一次循环。求循环效率。 (1)等压膨胀过程 (4)循环效率 【例】双原子理想气体的始态压强为1.0×105pa，体积为1.0× 10-3 m3。先等压加热，使体积增大一倍，再等体放热，使压强降为0.7 ×105pa，最后绝热膨胀到初始温度，求：①画出过程曲线；②系统热力学能的增量；③系统对外界所做的功。 【解】 如图所示： 为提高热机效率，卡诺提出一个理想热机的循环。 第4节 循环过程 卡诺循环 p V o 1(p1, V1) 1→2： 二,卡诺循环 2(p2, V2) 3(p3, V3) 4(p4, V4) Q1 Q2 与高温热源接触，等温膨胀过程 2→3： 气缸置于绝热垫上，绝热膨胀过程 3→4： 与低温热源接触，等温过程 4→1： 气缸置于绝热垫上，绝热压缩过程 循环效率： 第4节 循环过程 卡诺循环 p V o 1(p1, V1) 2(p2, V2) 3(p3, V3) 4(p4, V4) 二,卡诺循环 第4节 循环过程 卡诺循环 【意义】