文档介绍：第五章热力学第二定律
本章将讨论:
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3. 给出过程能否实现的数学判据;
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热力学第二定律
经验告诉我们,自然界发生的许多过程是有方向性的。例如:
(1)热工转化
焦耳的功转换成热的试验,重物下降,搅动量热器中的水使水温升高,但不能让水自动冷却而产生动力把重物举起。即重物下降能使水温升高,但水温降低不能使重物上升
热力学第二定律
(2)有限温差传热
热可以自发地从高温物体传到低温物体,但却不能自发地从低温物体传到高温
(3)自由膨胀
气体自发向真空膨胀,但却不能自发压缩,空出一个空间
(4)混合过程
 两种气体可自发地混合,却不可自发地分离
热力学第二定律
由于人们分析问题的出发点不同,所以“热二”有各种各样的说法,但无论有多少种不同的说法,它们都反映了客观事物的一个共同本质,即自然界的一切自发过程有方向性。
热力学第二定律
克劳修斯说法(1850):
不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。
开尔文说法(1851):
不可能从单一热源取热,使之完全变为有用功,而不引起其它变化。
“克氏”是从传热的角度出发,“开氏”是从功热转换的角度出发。
热力学第二定律
可逆循环分析及其热效率
卡诺循环是1824年法国青年工程师卡诺提出的一种理想的有重要理论意义的可逆热机的可逆循环,它是由四个可逆过程组成:一个可逆热机在二个恒温热源间工作。
d--a 可逆绝热压缩
a--b T1下的可逆等温吸热Q1
b--c 可逆绝热膨胀
c--d T2下的可逆等温放热Q2
可逆循环分析及其热效率
循环热效率:
其中:
可逆循环分析及其热效率
可逆循环分析及其热效率
利用绝热过程状态参数间的关系:
故:
整理得: