《工程热力学》第五章 热力学第二定律课件.ppt

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第五章热力学第二定律(8学时)
基本内容:
热力过程的方向性;热机循环与制冷循环;热力学第二定律及其表述;可逆与不可逆过程;卡喏循环与卡喏定理;概括性卡喏循环;熵的性质及导出;不可逆过程熵的变化;熵增原理与不可逆过程作功能力的损失,最大有用功;火用
基本要求:
掌握热力学第二定律的本质及其对生产实践的指导意义;掌握可逆过程的内涵;区别可逆过程与准静态过程;理解卡喏循环内涵及卡喏定理的证明;理解提高循环热效率的一般原则
综述
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(力)循环与制冷循环
一、热机(力)循环--热动力循环,正向循环
二、制冷循环(逆向循环)
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*
热动力机与水轮机比拟
*
一、热机(力)循环
1、定义:将热能转变为机械能的循环为热机循环,亦称动力循环;正向循环
2、正向循环的性质:
膨胀功绝对值大于压缩功绝对值;
吸热量绝对值大于放热量绝对值
3、p-v图,T-s图
4、功、热交换特点:
高温热源放出热量Q1
低温热源获得热量Q2
将Q1-∣Q2∣=Q0全部转变为功W0
5、结论:
6、经济性评价指标-循环热效率ηt
ηt=W0/Q1=(Q1-Q2)/Q1=1-Q2/Q1
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P
V
T
S
循环净功W0=Q0>0
a
b
c
d
a
b
c
d
将热能转变为机械能的循环为热机循环,
亦称动力循环;正向循环;顺时针方向
热机循环
*
二、制冷循环(逆向循环)
1、定义:消耗外界提供的功将热量从低温热源传递到高温热源的循环;或将机械能转变为热能的循环
2、逆向循环的性质
3、逆向循环p-v图,T-s图
4、功、热交换特点
低温热源放出热量Q2
消耗机械功W0,转化为热量W0=Q0
高温热源获得热量Q1,∣Q1∣=Q2+W0
5、结论
6、经济性评价指标--制冷系数ε;热泵系数ε
制冷系数ε=Q2/W0=Q2/(Q1-Q2)
可大于1,可小于1,不能为无穷
热泵系数ε´=Q1/W0=Q1/(Q1-Q2)总大于1,不能为无穷
*
P
V
T
S
循环净功W0=Q0<0
a
b
c
d
a
b
c
d
消耗外界提供的功将热量从低温热源传递到高温热源的循环;或将机械能转变为热能的循环;反时针方向
制冷循环
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蒸汽压缩制冷Cpu散热
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二、开尔文-普朗克表述
1、叙述:
不可能建造一种循环工作的机器,其作用只是从单一热源取热并全部转变为功
理解:1)循环2)单一热源
2、等价描述:
使热能全部而且连续转变为机械功是不可能的
第二类永动机是不可能存在的
热机的热效率不可能达到100%
判断正误:将热量全部转变为功是不可能的
*
四、两类表述等效性证明
证明:违反克劳修斯说法必违背开尔文说法
E
W0
Q1
Q2
Q2