热力学第四章第二部分.ppt

卡诺定理—热二律的推论之一定理：在两个不同温度的恒温热源间工作的所有热机，以可逆热机的热效率为最高。卡诺的证明—反证法假定Q1=Q1’卡诺证明的错误恩格斯说卡诺定理头重脚轻开尔文的证明—反证法克劳修斯的证明—反证法假定：WIR=WR卡诺定理推论一在两个不同温度的恒温热源间工作的一切可逆热机，具有相同的热效率，且与工质的性质无关。卡诺定理推论二在两个不同温度的恒温热源间工作的任何不可逆热机，其热效率总小于这两个热源间工作的可逆热机的效率。多热源（变热源）可逆机概括性卡诺热机卡诺定理小结1、在两个不同T的恒温热源间工作的一切可逆热机?tR=?tCTheCarnotPrinciples1、Theefficiencyofanirreversibleheatengineisalwayslessthantheefficiencyofareversibleoneoperatingbetweenthesametworeservoirs.卡诺定理的意义从理论上确定了通过热机循环实现热能转变为机械能的条件，指出了提高热机热效率的方向，是研究热机性能不可缺少的准绳。对热力学第二定律的建立具有重大意义。卡诺定理举例A热机是否能实现实际循环与卡诺循环内燃机t1=2000oC，t2=300oC§4-3克劳修斯不等式§4-3、§4-4熵、§4-5孤立系熵增原理围绕方向性问题，不等式克劳修斯不等式克劳修斯不等式的研究对象是循环方向性的判据克劳修斯不等式的推导（1）可逆循环克劳修斯不等式的推导（2）不可逆循环克劳修斯不等式的推导（1）可逆循环克劳修斯不等式的推导（2）不可逆循环克劳修斯不等式推导总结可逆=不可逆克劳修斯不等式=可逆循环不可逆循环不可能克劳修斯不等式例题A热机是否能实现§4-4熵Entropy熵的导出=可逆循环不可逆循环熵的物理意义*卡诺提出：卡诺循环效率最高即在恒温T1、T2下结论正确，但推导过程是错误的当时盛行“热质说”1850年开尔文，1851年克劳修斯分别重新证明Carnotprinciples要证明T1T2IRRRWQ1Q2Q2’Q2’Q1’Q1’W’如果∵Q1=Q1’∴WW’“热质说”，水,高位到低位，作功，流量不变热经过热机作功，高温到低温，热量不变Q2=Q1Q2’=Q1’Q2=Q2’T1和T2无变化，作出净功W-W’,违反热一律把R逆转Q1’Q2’R?开尔文重新证明?克劳修斯重新证明?热质说?用第一定律证明第二定律若?tIR?tRT1T2IRRQ1Q1’Q2Q2’WIRWIR-WR=Q2’-Q20T1无变化从T2吸热Q2’-Q2违反开表述，单热源热机WR假定Q1=Q1’要证明把R逆转-WRWIR=Q1-Q2WR=Q1’-Q2’对外作功WIR-WR若?tIR?tRT1T2IRRQ1Q1’Q2Q2’WIRQ1Q1’Q1’-Q1=Q2’-Q20从T2吸热Q2’-Q2向T1放热Q1’-Q1不付代价违反克表述要证明Q1-Q2=Q1’-Q2’WR把R逆转T1T2R1R2Q1Q1’Q2Q2’WR1求证：?tR1=?tR2由卡诺定理?tR1?tR2?tR2?tR1WR2只有：?tR1=?tR2?tR1=?tR2=?tC与工质无关T1T2IRRQ1Q1’Q2Q2’WIR已证：?tIR?tR证明?tIR=?tR反证法,假定：?tIR=?tR令Q1=Q1’则WIR=WR工质循环、冷热源均恢复原状，外界无痕迹，只有可逆才行，与原假定矛盾。∴Q1’-Q1=Q2’-Q2=0WR多热源可逆热机与相同温度界限的卡诺热机相