清华大学：《工程热力学》教学资源（PPT课件）第四章 热力学第二定律 Second Law of Thermodynamics（2/5）

哪个参数才能正确评价能的价值 焓 P P hi=h, 1>2

哪个参数才能正确评价能的价值 焓 h1 = h2 p1 p2 w1 w2 w1 > w2

哪个参数才能正确评价能的价值 内能 2 po

哪个参数才能正确评价能的价值 内能 u1 = u2 p0 p0 w1 w2 w1 > w2

三种不同品质的能量 1、可无限转换的能量(Ex) 理论上可以完全转换为功的能量一高级能量 如:机械能、电能、水能、风能 2、不能转换的能量(An) 理论上不能转换为功的能量 如:环境(大气、海洋) 3、可有限转换的能量(Ex+An) 理论上不能完全转换为功的能量一低级能量 如:热能、焓、内能

三种不同品质的能量 1、可无限转换的能量 如：机械能、电能、水能、风能 理论上可以完全转换为功的能量 高级能量 2、不能转换的能量 理论上不能转换为功的能量 如：环境（大气、海洋） 3、可有限转换的能量 理论上不能完全转换为功的能量 低级能量 如：热能、焓、内能 （Ex） （An） （Ex+An）

Ex与An Ex的定义 Ex作功能力 当系统由一任意状态可逆地变化到与给定 环境相平衡的状态时,理论上可以无限转换 为任何其它能量形式的那部分能量,称为Ec 功 100%相互转换 能量中除了Ex的部分,就是An

Ex与An Ex的定义 当系统由一任意状态可逆地变化到与给定 环境相平衡的状态时，理论上可以无限转换 为任何其它能量形式的那部分能量，称为Ex 功 100%相互转换 能量中除了Ex 的部分，就是An Ex作功能力

Ex—作功能力 环境一定,能量中最大可能转换为功的部分 1000K 500K 100kJ 100|kJ max maX 293 ×100 293 1000 ×100 500 =70.7kJ 41.4 T0=293K T=293K

Ex ——作功能力 环境一定，能量中最大可能转换为功的部分 500 K 100 kJ max 293 1 100 500 41.4 W kJ =     −    = max 293 1 100 1000 70.7 W kJ =     −    = 1000 K 100 kJ T0=293 K T0=293 K

热一律和热二律的Bx含义 热一律: 切过程,Ex+An总量恒定 热二律: 由An转换为Ex不可能 在可逆过程中,Ex保持不变 在不可逆过程中,部分E转换为n E损失、作功能力损失、能量贬值 任何一孤立系,Ex只能不变或减少, 不能增加—孤立系Ex减原理

热一律和热二律的Ex含义 热一律： 一切过程，Ex+An总量恒定 热二律： 在可逆过程中，Ex保持不变 在不可逆过程中，部分Ex转换为An Ex损失、作功能力损失、能量贬值 任何一孤立系， Ex只能不变或减少， 不能增加——孤立系Ex减原理 由An转换为Ex不可能

Decrease of exergy principle The exergy of an isolated system during a process always decrease or, in the limiting case of a reversible process, remains constant In other words. it never increase and exergy is destroyed during an actual process 任何一孤立系,Bx只能不变或减少, 不能增加—孤立系Ex减原理

Decrease of exergy principle The exergy of an isolated system during a process always decrease or, in the limiting case of a reversible process, remains constant 任何一孤立系， Ex只能不变或减少， 不能增加——孤立系Ex减原理 In other words, it never increase and exergy is destroyed during an actual process

热量的Ex与An 1、恒温热源T下的Q Ex:Q中最大可能转换为功的部分 卡诺循环的功 E 7/Q/ 0 0|×T△S E (T-T). AS=2-TOAS Ano=Q-Exo=10△ Td An Q= Exo +an

热量的Ex与An 1、恒温热源T 下的 Q ExQ: Q中最大可能转换为功的部分 T S T0 ExQ AnQ 卡诺循环的功 ( ) 0 0 0 0 1 Q T T T Ex Q T S T T T T S Q T S     − = −  =           = −  = −  An Q Ex T S Q Q = − = 0 Q Ex An = + Q Q T

热量的Ex与An 2、变温热源下的Q 微元卡诺循环的功 Ex=1-20×Q T δO_Tog Q-7△S T =70△S @=Exo+ ang

热量的Ex与An 2、变温热源下的Q T S T0 ExQ AnQ 微元卡诺循环的功 0 0 0 1 Q T Ex Q T Q Q T Q T S T      = −      = − = −     An T S Q = 0 Q Ex An = + Q Q

热量的Ex与An的说明 1、Q中最大可能转换为功的部分,就是Exo 2、ExQ=Q-T04S=f(Q,,70) Q,一定,TExa↓ T一定,Q↑Ex T 3、单热源热机不能作功 1=T. Ex=0 4、Q一定,不同T传 热,Bx损失,作功能 力损失 损失

热量的Ex与An的说明 1、Q中最大可能转换为功的部分，就是ExQ T S T0 ExQ AnQ 2、 ExQ = Q-T0S = f (Q ,T,T0 ) Ex损 失 3、单热源热机不能作功 T=T0 , ExQ=0 4、Q 一定，不同 T 传 热, Ex 损失，作功能 力损失 Q ,T0一定，T ExQ T一定，Q ExQ