《工程热力学》课程教学课件（PPT讲稿）第5章 热力学第二定律 The Second Law of Thermodynamics

第五章热力学第二定律The Second Law of Thermodynamics

1 第五章 热力学第二定律 The Second Law of Thermodynamics

热力学第一定律能量守恒与转换定律一能量之间数量的关系所有满足能量守恒与转换定律O的过程是否都能自发进行自发过程：不需要任何外界作用而自动进行的过程

2 能量之间数量的关系 热力学第一定律 能量守恒与转换定律 所有满足能量守恒与转换定律 的过程是否都能自发进行 自发过程：不需要任何外界作用 而自动进行的过程

第一节 热力学第一二定律的实质及表述一、自发过程的方向性热量由高温物体传向低温物体摩擦生热水自动地由高处向低处流动电流自动地由高电势流向低电势自然界自发过程都具有方向性，都是不可逆过程

3 第一节 热力学第二定律的 实质及表述 自然界自发过程都具有方向性，都是不可逆过程 ⚫ 热量由高温物体传向低温物体 ⚫ 摩擦生热 ⚫ 水自动地由高处向低处流动 ⚫ 电流自动地由高电势流向低电势 一、自发过程的方向性

功变热自发过程的方向性温差传热自由膨胀摩擦生热热量功量100%发电厂功量热量40%放热热过程具有方向性、条件、限度第二定律说明的就是热过程的方向、条件、限度

4 自发过程的方向性 功量 热过程具有方向性、条件、限度 第二定律说明的就是热过程的方向、条件、限度 摩擦生热 热量 100% 热量 发电厂 功量 40% 放热 功变热 温差传热 自由膨胀

二、热力学第一定律的实质自然界过程的方向性表现在不同的方面能不能找出共同的规律性？能不能找到一个判据？热力学第二定律它是论述热力过程的方向性及能量贬值的客观规律能质的不守恒性

5 二、热力学第二定律的实质 能不能找出共同的规律性? 能不能找到一个判据? 自然界过程的方向性表现在不同的方面 热力学第二定律 它是论述热力过程的方向性及能 量贬值的客观规律 能质的不守恒性

三、热力学第二定律的表述热二律的表述有很多种传热热功转换1851年1850年克劳修斯表述开尔文一普朗克表述热量传递的角度热功转换的角度

6 三、热力学第二定律的表述 热功转换 传 热 1851年 开尔文－普朗克表述 热功转换的角度 热二律的表述有很多种 1850年 克劳修斯表述 热量传递的角度

1、开尔文-普朗克表述不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸取热量，并使之完全转变为有用功而其它物体不发生任何变化过程理想气体（T)q=W热机不可能将从热源吸收的热量全部转变为有用功，而必须将某一部分传给然游冷热源：容量无限大，取、放热其温度不变

7 1、开尔文－普朗克表述 不可能制成一种循环动作的热机， 只从单一热源吸取热量，并使之完全转 变为有用功而其它物体不发生任何变化。 热机不可能将从热源吸收的热量全 部转变为有用功，而必须将某一部分传给 冷源。 理想气体 T 过程 q = w 冷热源:容量无限大，取、放热其温度不变

第一类永动机是不可能制造成功的第二类永动机：从单一热源取热并使之完全变为有用功的热机并不违反但违反了热热力学第力学第二定律定律环境是个大热源

8 但违反了热 力学第二定律 第二类永动机是不可能制造成功的 第二类永动机：从单一热源取热 并使之完全变为有用功的热机。 并不违反 热力学第 一 定律 环境是个大热源

2、克劳修斯表述热量不可能自动地无偿地从低温物体传至高温物体而不引起其它变化代价：耗功空调，制冷相同与不同热一功非自发过程补偿传热过程低温1—一高温非自发过程补偿耗功生热过程

9 2、克劳修斯表述 热量不可能自动地无偿地从低温物体 传至高温物体而不引起其它变化。 空调,制冷 代价：耗功 热——功 非自发过程 补偿传热过程 相同与不同： 低温——高温 非自发过程 补偿耗功生热过程

3、两种表述的关系开尔文一普朗克克劳修斯表述表述完全等效！！！违反一种表述，必违反另一种表述！！！

10 3、两种表述的关系 开尔文－普朗克 表述 完全等效!!! 克劳修斯表述 违反一种表述,必违反另一种表述!!!