热力学第二定律PPT.ppt

第一节 热力循环 可逆循环可以表示在状态参数坐标图 上，且为一条封闭的曲线。 一、正向循环和热效率 二、逆向循环和工作系数 第二节 热力学第二定律 第三节 卡诺循环与卡诺定律 二、逆卡诺循环 三、卡诺定律 卡诺定律可表述为： （1）在相同的高温热源和相同的低温热源间工作的 一切热机，可逆热机的热效率最高。 （2）在相同的高温热源和相同的低温热源间工作的 一切可逆热机，其热效率相等。 例4-1 某热机在高温热源1000K和低温热源300K之间工作。问能否实现对外作功1000kJ，向低温热源放热200kJ。 解：计算该热机从高温热源吸热量 Q1?Q2?W0?200?1000?1200（kJ） 该热机的热效率 在相同条件下工作的可逆热机的热效率 ＞ ，显然这一结果违反了卡诺定理，因此不能实现。 例4-2 利用以逆卡诺循环工作的热泵作为一住宅的采暖设备。已知室外环境温度为-10℃，为使住宅内温度保持20℃，每小时需供给105kJ的热量。试求（1）该热泵每小时从室外吸取的热量；（2）热泵所需功率；（3）若直接用电炉取暖，电炉的功率应为多少？ 解:（1）该热泵的制热系数为 又由于 故热泵每小时从室外的吸热量为 （2）热泵所需功率为 P=Q1-Q2=（105-89765）=10235（kJ/h）=2.84kW （3）电炉采暖所需功率为 P1=Q1=105（kJ/h）=27.78 kW 第四节 熵与熵增原理 关于熵的几点说明： （1）熵是状态参数，当热力系平衡态确定后，熵就完全确定了， 与通过什么路径（过程）到达这一平衡态无关。 （2）无论过程是否可逆, 计算两个状态的熵差时，可选任一连接两 状态的可逆过程进行计算。 （3）熵具有可加性, 热力系的熵等于热力系内各个部分熵的总和。 （4）从微观上看，熵与热力系内部分子运动的混乱程度有关。熵 是热力系内部分子混乱程度的量度。熵值较小的状态对应于较为有序 的状态，熵值较大的状态，对应于较为无序的状态。 二、熵增原理 对孤立系统的可逆过程Q=0，则 * 第四章 热力学第二定律 学习导引 热力学第二定律揭示了能量传递与转换过程进行的方 向、条件和限度。热力学第二定律与热力学第一定律是热力 学的两个最基本定律，共同组成了热力学的理论基础。 本章主要讲述了热力学第二定律的实质和表述，阐述了 热力循环、卡诺循环、卡诺定律、熵的基本概念及熵增原理 等有关知识。 学习要求 1. 了解热力循环、正向循环、逆向循环的概念，掌握评 价循环经济性的指标：热效率?t、制冷系数?、制热系数??。 2.理解热力学第二定律的实质和表述；明确热力学第二 定律在判断热力过程方向上的重要作用。 3.掌握卡诺循环、逆卡诺循环、卡诺定律及其对工程实 际的指导意义。 4.了解熵的基本概念和熵增原理。 本章难点 热力学第二定律比较抽象，较难理解。学习中应将抽象 的表述与日常生活及工程实际中的实例联系起来进行思 考就会容易理解一些。 熵的概念和熵增原理比较抽象，较难理解。学习中应结 合不可逆因素进行思考就会容易理解一些。 什么是热力循环? 可逆循环 不可逆循环 ——工质经过一系列状态变化后，又回复到原来状态的全部过程称为热力循环，简称循环。 热力循环分类 全部由可逆过程组成的循环 组成循环的全部过程不均为可逆过程 正向循环 逆向循环 根据热力循环所产生的不同效果 热力循环 ——将热能转变为机械能的循环称为正向循环,也称为动力循环或热机循环 。 1. 正向循环 一切热力发动机都是按正向循环工作的。 正向循环在p-v图上按顺时针方向进行。 设1kg工质在热机中进