清华大学：《工程热力学 Engineering Thermodynamics》课程教学资源（PPT课件）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

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 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 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