工程热力学第五章.pptVIP

多热源（变热源）可逆机 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 = ?tC 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 §5-3 状态参数熵及熵方程 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 卡诺定理举例 A 热机是否能实现 §5-3 状态参数熵及熵方程 熵的导出 = 可逆循环 不可逆循环 熵的物理意义 熵是状态量 不可逆过程?S与传热量的关系 = 可逆 不可逆 ?S与传热量的关系 = 可逆 不可逆 不可能 熵流和熵产 对于任意微元过程有： 熵流、熵产和熵变 熵变的计算方法 熵变的计算方法 熵变的计算方法 熵的性质和计算 ? 不可逆过程的熵变可以在给定的初、终 态之间任选一可逆过程进行计算。 §5-3 状态参数熵及熵方程 熵的问答题 熵的总结 多热源可逆热机与相同温度界限的卡诺热机相比，热效率如何？ Q1C Q1R多 Q2C Q2R多 b c d a 3 2 1 4 5 6 T2 T1 平均温度法： ∴ ?tC ?tR多 Q1R多 = T1(sc-sa) Q2R多 = T2(sc-sa) T s 2、多热源间工作的一切可逆热机 ?tR多 同温限间工作卡诺机 ?tC 3、不可逆热机?tIR 同热源间工作可逆热机?tR ?tIR ?tR= ?tC ∴ 在给定的温度界限间工作的一切热机， ?tC最高 热机极限 1000 K 300 K A 2000 kJ 800 kJ 1200 kJ 可能 如果：W=1500 kJ 1500 kJ 不可能 500 kJ ?tC =74.7% 实际?t =30~40% 卡诺热机只有理论意义，最高理想 实际上 T s 很难实现 火力发电 t1=600oC，t2=25oC ?tC =65.9% 实际?t =40% 回热和联合循环?t 可达50% 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 正循环 逆循环 可逆循环 不可逆循环 克劳修斯不等式的推导 1、正循环（卡诺循环） T1 T2 R Q1 Q2 W 吸热 ∴ 1、正循环（卡诺循环） T1 T2 R Q1 Q2 W 吸热 ∴ 假定 Q1=Q1’ ，?tIR ?tR，W’W ∵可逆时 IR W’ Q1’ Q2’ 2、反循环（卡诺循环） T1 T2 R Q1 Q2 W 放热 ∴ 2、反循环（卡诺循环） T1 T2 R Q1 Q2 W 放热 ∴ 假定 Q2 = Q2’ W’W 可逆时 IR W’ Q1’ Q2’ 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 ∴ 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 热源温度 热二律表达式之一 1000 K 300 K A 2000 kJ 800 kJ 1200 kJ 可能 如果：W=1500 kJ 1500 kJ 不可能 500 kJ 注意： 热量的正和负是站在循环的立场上 1000 K 300 K A 2000 kJ 800 kJ 1200 kJ 可能 如果：W=1500 kJ 1500 kJ 不可能 500 kJ 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 定义：熵 于1