第四章热力学第二定律.pptx

第四章:热力学第二定律
第一篇热力学基础
1. 自发过程的方向性
自发过程:
不需要任何外界作用而自动进行的过程。
自发过程是不可逆的。
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Q'
?
①有温差传热
四、热力学第二定律和熵

重物下落,水温升高 
水温下降,重物升高?
②有摩擦功热转换
汽车的动能通过摩擦全部变成热能,造成地面和轮胎的升温,最后散失于环境。
机械能可以自发地转变为热能,而热能却不能自发地转变为机械能。
四、热力学第二定律和熵

电流通过电阻,产生热量。对电阻加热,电阻内产生反向 电流?
③电阻加热
要想使自发过程逆向进行,就必须付出某种代价,或者说给外界留下某种变化。
四、热力学第二定律和熵

摩擦、涡流、电阻、磁滞、、、
有温差传热、自由膨胀、混合、、、
自发过程:
工质内部有耗散效应:
系统与外界之间有势差:
过程不可逆
自发过程有方向性
四、热力学第二定律和熵

能量转换方向性的实质是能质有差异
无限可转换能
高品位能质
—机械能,电能、、
部分可转换能
—热能T>T0
低品位能质
不可转换能
—环境介质的热力学能
无用能
高品位能质
低品位能质
易
难
四、热力学第二定律和熵

2)自发过程的反方向过程并非不可进行,而是要有附加条件;(补偿过程)
即:能量转换时,不仅遵守热力学第一定律,而且在过程进行的方向、条件、限度上遵守热力学第二定律:
归纳:
有序
无序
1)自发过程有方向性,
3)热效率小于1;并非所有不违反第一定律的过程均可进行。
四、热力学第二定律和熵


随自然界中热过程的种类不同,热力学第二定律有多种表述方式,并且彼此是等效的。
不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其它变化。——克劳修斯
不可能从单一热源取热,并使之完全转变为功而不产生其它影响。——开尔文-普朗克
第二类永动机是不可能制造成功的。
压缩制冷装置
理想气体的定温膨胀过程
四、热力学第二定律和熵

卡诺循环是法国工程师卡诺(S. Carnot)于1824年提出的一种理想热机工作循环,它由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成。
卡诺循环热效率:
1. 卡诺循环
四、热力学第二定律和熵

对于理想气体:
四、热力学第二定律和熵