热力学第二定律8-克劳修斯不等式及熵的定义.pptVIP

* * * * * * * * * * 工程热力学 工程热力学 工程热力学 工程热力学 工程热力学 工程热力学 克劳修斯不等式 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 Clausius inequality 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） T1 T2 R Q1 Q2 W 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） T1 T2 R Q1 Q2 W 吸热 ∴ 假定 Q1=Q1’ ，?tIR ?tR，W’W ∵可逆时 IR W’ 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） T1 T2 R Q1 Q2 W 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） T1 T2 R Q1 Q2 W 放热 假定 Q2 = Q2’ W’W 可逆时 IR W’ 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 = 可逆循环 不可逆循环 不可能 ∴ 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 克劳修斯不等式例题 A 热机是否能实现 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 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 = 可逆循环 不可逆循环 定义：熵 克劳修斯不等式 可逆过程， ， 代表某一状态函数。 比熵 熵的物理意义 定义：熵 热源温度=工质温度 比熵 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 克劳修斯不等式 熵是状态量 可逆循环 p v 1 2 a b 熵变与路径无关,只与初终态有关 Entropy change 不可逆过程?S与传热量的关系 = 可逆 不可逆 任意不可逆循环 p v 1 2 a b ?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 Entropy flow and Entropy generation 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 小 结 什么是克劳修斯不等式 利用不等式进行循环方向性分析判断 熵的物理意义 熵流和熵产 * * * * * * * 工程热力学 工程热力学 工程热力学 工程热力学 工程热力学 工程热力学 * * * * * * * * * * * * * * * * *