西安建筑科技大学：《工程热力学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 热力学第二定律

第五章 热力学第二定律

第五章 热力学第二定律

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 功量 摩擦生热 热量 100 发电厂 功量 热量 40% 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

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

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

§51热二律的表述与实质 热二律的表述有6070种, 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

§5.1 热二律的表述与实质 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

1、开尔文-普朗克表述 不可能制造只从一个热源取热使之完全转变为机 械能而不引起其变的循环发动机 是指外界需要付出一定的代价和发生一定的变 化,这正是功变热自发过程的不可逆特征 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。 实际上是对热效率为100%的机器的否定,说明热机的热 效率只能小于100%。(n=4 理想气体(过程

1、开尔文－普朗克表述 不可能制造只从一个热源取热使之完全转变为机 械能而不引起其它变化的循环发动机。 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。 实际上是对热效率为100%的机器的否定，说明热机的热 效率只能小于100% 。 理想气体 T 过程 q = w 是指外界需要付出一定的代价和发生一定的变 化，这正是功变热自发过程的不可逆特征。 ( ) 0 q w t =

热二律与第二类永动机 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 但违反了热 并不违反热力 力学第二定律 学第一定律 第二类永动机是不可能制造 成功的

但违反了热 力学第二定律 热二律与第二类永动机 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

热一律与第一类永动机 第一类永动机:不消耗任何能量而能不 断做功的机器。 这类永动机 违反热力学第一定律 第一类永动机是不可能制造成功的

热一律与第一类永动机 第一类永动机：不消耗任何能量而能不 断做功的机器。 这类永动机 违反热力 学第一定律 第一类永动机是不可能制造成功的

2、克劳修斯表述 不可能将热从低温物体传至高温物体 而不引起其它化 是指外界要发生一定的变化。这正是热 由高温传向低温自发过程的不可逆性。 空调,制冷代价:耗功 热量不可能自发地、不付代价地从低 温物体传至高温物体

2、克劳修斯表述 不可能将热从低温物体传至高温物体 而不引起其它变化。 热量不可能自发地、不付代价地从低 温物体传至高温物体。 空调,制冷 代价：耗功 是指外界要发生一定的变化。这正是热 由高温传向低温自发过程的不可逆性