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（1/5）

第四章 热力学第二定律 Second Law of Thermodynamics

第四章 热力学第二定律 Second Law of Thermodynamics

热力学第一定律 能量守恒与转换定律 能量之间数量的关系 所有满足能量守恒与转换定律 的过程是否都能自发进行

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

自发过程的方向性 自发过程:不需要任何外界作用而自动进 行的过程。 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 自然界自发过程都具有方向性

自发过程的方向性 自发过程：不需要任何外界作用而自动进 行的过程。 自然界自发过程都具有方向性 ⚫ 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

自发过程的方向性 Spontaneous process 摩擦生热 功量 热量 1009 发电厂 功量 热量 409 放热 自发过程具有方向性、条件、限度

自发过程的方向性 功量 自发过程具有方向性、条件、限度 摩擦生热 热量 100% 热量 发电厂 功量 40% 放热 Spontaneous process

热力学第二定律的实质 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

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

54-1热二律的表述与实质 热二律的表述有60-70种 热功转换 传热 1851年 1850年 开尔文一普朗克表述 克劳修斯表述 热功转换的角度 热量传递的角度

§4-1 热二律的表述与实质 热功转换 传 热 热二律的表述有 60-70 种 1851年 开尔文－普朗克表述 热功转换的角度 1850年 克劳修斯表述 热量传递的角度

开尔文-普朗克表述 Kelvin planck statement 不可能从单一热源取热,并使之完全 转变为有用功而不产生其它影响 It is impossible for any device that operates on a cycle to receive heat from a single reservoir and produce a net amount of work

开尔文－普朗克表述 不可能从单一热源取热，并使之完全 转变为有用功而不产生其它影响。 Kelvin－Planck Statement It is impossible for any device that operates on a cycle to receive heat from a single reservoir and produce a net amount of work

开尔文-普朗克表述 Kelvin planck statement 不可能从单一热源取热,并使之完全 转变为有用功而不产生其它影响。 理想气体⑦过程= 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

开尔文－普朗克表述 不可能从单一热源取热，并使之完全 转变为有用功而不产生其它影响。 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 Kelvin－Planck Statement

Heat reservoirs Thermal Energy Source Heat Thermal Energy Sink 冷热源容量无限大,取、放热其温度不变

Heat reservoirs Thermal Energy Source Heat Thermal Energy Sink 冷热源:容量无限大，取、放热其温度不变

perpetual-motion machine of the second kind 第二类永动机:设想的从单一热源取热并 使之完全变为功的热机。 这类永动机 并不违反热力 学第一定律 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 环境是个大热源

但违反了热 力学第二定律 perpetual-motion machine of the second kind 第二类永动机：设想的从单一热源取热并 使之完全变为功的热机。 这类永动机 并不违反热力 学第一定律 第二类永动机是不可能制造成功的 环境是个大热源