清华大学工程热力学讲义-4-2.pptVIP

作业4-24-34-44-5

§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，不等式热二律推论之一卡诺定理给出热机的最高理想热二律推论之二克劳修斯不等式反映方向性定义熵Clausiusinequality

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正循环反循环可逆循环不可逆循环克劳修斯不等式的推导

克劳修斯不等式的推导〔1〕可逆循环1、正循环〔卡诺循环〕T1T2RQ1Q2W吸热∴

克劳修斯不等式的推导〔2〕不可逆循环1、正循环〔卡诺循环〕T1T2RQ1Q2W吸热∴假定Q1=Q1’，?tIR?tR，W’W∵可逆时IRW’Q1’Q2’

克劳修斯不等式的推导〔1〕可逆循环2、反循环〔卡诺循环〕T1T2RQ1Q2W放热∴

克劳修斯不等式的推导〔2〕不可逆循环2、反循环〔卡诺循环〕T1T2RQ1Q2W放热∴假定Q2=Q2’W’W可逆时IRW’Q1’Q2’

克劳修斯不等式推导总结可逆=不可逆正循环〔可逆、不可逆〕吸热反循环〔可逆、不可逆〕放热仅卡诺循环???

克劳修斯不等式∴对任意循环克劳修斯不等式将循环用无数组s线细分，abfga近似可看成卡诺循环=可逆循环不可逆循环不可能热源温度热二律表达式之一

克劳修斯不等式例题A热机是否能实现1000K300KA2000kJ800kJ1200kJ可能如果：W=1500kJ1500kJ不可能500kJ注意：热量的正和负是站在循环的立场上

§4-4熵Entropy热二律推论之一卡诺定理给出热机的最高理想热二律推论之二克劳修斯不等式反映方向性热二律推论之三熵反映方向性

熵的导出定义：熵于19世纪中叶首先克劳修斯(R.Clausius)引入，式中S从1865年起称为entropy，由清华刘仙洲教授译成为“熵”。小知识克劳修斯不等式可逆过程，，代表某一状态函数。=可逆循环不可逆循环比熵

熵的物理意义定义：熵热源温度=工质温度比熵克劳修斯不等式可逆时熵变表示可逆过程中热交换的方向和大小熵的物理意义

熵是状态量可逆循环pv12ab熵变与路径无关,只与初终态有关Entropychange

不可逆过程?S与传热量的关系任意不可逆循环pv12ab=可逆不可逆

?S与传热量的关系=可逆不可逆不可能热二律表达式之一对于循环克劳修斯不等式除了传热,还有其它因素影响熵不可逆绝热过程不可逆因素会引起熵变化=0总是熵增针对过程

熵流和熵产对于任意微元过程有：=：可逆过程：不可逆过程定义熵产：纯粹由不可逆因素引起结论：熵产是过程不可逆性大小的度量。熵流：永远热二律表达式之一EntropyflowandEntropygeneration

熵流、熵产和熵变任意不可逆过程可逆过程不可逆绝热过程可逆绝热过程不易求

熵变的计算方法理想气体仅可逆过程适用Ts1234任何过程

熵变的计算方法非理想气体：查图表固体和液体：通常常数例：水熵变与过程无关，假定可逆：

熵变的计算方法热源〔蓄热器〕：与外界交换热量，T几乎不变假想蓄热器RQ1Q2WT2T1T1热源的熵变

熵变的计算方法功源〔蓄功器〕：与只外界交换功功源的熵变理想弹簧无耗散

§4-5孤立系统熵增原理孤立系统无质量交换结论：孤立系统的熵只能增大，或者不变，绝不能减小，这一规律称为孤立系统熵增原理。无热量交换无功量交换=：可逆过程：不可逆过程热二律表达式之一

IncreaseofentropyprincipleTheentropyofanisolatedsystemduringaprocessalwaysincreaseor,inthelimitingcaseofareversibleprocess,remainsconstant.孤立系统熵增原理：孤立系统的熵只能增大，或者不变，绝不能减小。

为什么用孤立系统？孤立系统=非孤立系统+相关外界=：可逆过程reversible：不可逆过程irreversible：不可能过程impossible最常