第八讲:克劳修斯不等式及熵的定义

上一讲重点回顾上讲重点回顾

1、在两个不同在两个不同T 的恒温热源间工作的一切的恒温热源间工作的切

可逆热机tR= tC

2、不可逆热机tIR

tIR

∴在给定的温度界限间工作的一切热机切热机tC最高

热机极限

工程热力学

热机是否能实现800K

1000 kJ

1000K2000 kJ1000 kJ1200kJA

1500kJ800kJ500kJ300K

工程热力学

多热源情况?

实际热机中进行的循环都很难实现定温吸热和定温放热。如图所示的循环ABCD ,有温差换热,显然是一个不可逆循环。由于不有温差换热显然是个不可逆循环由于不可逆过程不容易分析,这时可以把热力过程认为是可逆的,称这种变温循环为多热源循环多热源循环如何判断呢?变温循环为多热源循环。多热源循环如何判断呢?工程热力学

热力学第二定律

SSecond Law of ThermodynamicsdLfThdi

第八讲:克劳修斯积分不等式

工程热力学

热力学第二定律

学习目的

克劳修斯不等式的重要意义,如何利用克劳修斯不等式来判断循环的可行性,熵的定义、概念及指导意义。

基本要求

掌握克劳修斯不等式来进行循环方向性判断

重点掌握作为过程不可逆程度的度量熵的物理意义

工程热力学

克劳修斯不等式

Clausius inequality

热二律推论之热二律推论之一

卡诺定理给出热机的最高理想热二律推论之二

克劳修斯不等式反映方向性

定义熵围绕方向性问题,不等式

工程热力学

克劳修斯不等式

克劳修斯不等式的研究对象是循环

方向性的判据

克劳修斯不等式

的推导

正循环反循环可逆循环不可逆循环

工程热力学

克劳修斯不等式例题

热机是否能实现800K

1000 kJ

1000K2000 kJ1000 kJA

1200kJ800kJ

300K

注意和负是站在循的立场上工程热力学

熵Entropy

热二律推论之热二律推论之一

卡诺定理给出热机的最高理想

热律推论之热二律推论之二

克劳修斯不等式反映方向性

热二律推论之三

熵反映方向性

工程热力学

熵流、熵产和熵变

dSdSfdSg

SSfSg

不易求

任意不可逆过程S0

可逆过程

Sf0

Sg0

SSf0

Sf0Sf0

Sg0Sg0Sg0

不可逆绝热过程S0可逆绝热过程

S0

思考题

• 任何过程,熵只增不减

• 若从某一初态经可逆与不可逆两条路径到

达同一终点,则不可逆途径的达终点则不逆途径的S必大于可大逆过程的S╳

• 可逆循环S为零,不可逆循环S大于零╳• 不不可逆过程程S永永远大于可逆过程大程S╳

熵的讨论

• 若工质从同一初态出发,一个可逆绝热过程与初发个绝过

个不可逆绝热过程能否达到相同终点一个不可逆绝热过程,能否达到相同终点?

p1

T

ssfsg

可逆绝热s0不可逆绝热s0

1

p22’2

S

•什么是克劳修斯不等式什克劳修斯等式

•利用不等式进行循环方向性分析判断•熵的物理意义•熵流和熵产


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