7、源 A 冷源 T2 100不可能 熱二律否定第二類永動機 t =100不可能 21 第二類永動機不可以制成，是因為？ A、違背了能量的守恒定律 B、熱量總是從高溫物體傳遞到低溫物體 C、機械能不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W能 D、熱力學能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能，同時 不引起其他變化 D 52 卡諾循環(huán)和多熱源可逆循環(huán)分析 法國工程師 卡諾 (S. Carnot,1796- 1832,法國 )， 1824年提出 卡諾 循環(huán) 既然 t =100不可能 熱機能達到的 最高效率 有多少？ 熱二律奠基人 效率最高 23 循環(huán) Cycle： 工質(zhì) 經(jīng)過一系列的狀態(tài)變化 , 重新回復(fù)
8、到原來 狀態(tài)的全部過程。 將熱能轉(zhuǎn)化成機械能的循環(huán)叫 正向循環(huán) ,它使 外界得到功。 將機械能轉(zhuǎn)化為熱能的循環(huán)叫 逆向循環(huán) ,效果 是將熱量從低溫物體傳給高溫物體 ,消耗外功。 24 正向循環(huán) （ Forward cycle power cycle) 順時針方向 Clockwise direction p V 2 1 T S 1 2 wnet q1-q2=wnet 總效果 Net result： Output work, Input heat 1Q W i n p u tH e a t w o r kN e t C o s t P r o f i t t 25 逆向循環(huán) （ Co
9、nverse cycle--Refrigeration cycle） 凈效果 Net result： Input work, Output heat 逆時針方向 Anticlockwise direction p V T S 2 1 1 2 wnet q1-q2=wnet W Q C os t P r o f i t 2 W Q C os t P r o f i t 1 26 可逆循環(huán)與不可逆循環(huán) Reversible and irreversible cycle 可逆循環(huán) reversible cycle:經(jīng)過一個可逆 循環(huán)之后 ,整個體系 ,包括工質(zhì) 、 高溫熱源 和低溫熱源都回復(fù)
10、到原來狀態(tài) ,而不留下任 何改變 。 不可逆循環(huán) irreversible cycle: 經(jīng)過一個 不可逆循環(huán)后 , 運用任何方法都不可能使 整個系統(tǒng)全部回復(fù)原狀而不留下變化 。 一、卡諾循環(huán) 理想可逆熱機循環(huán) 卡諾循環(huán) 示意圖 4-1絕熱壓縮 過程，對內(nèi)作功 1-2定溫吸熱 過程， q1 = T1(s2-s1) 2-3絕熱膨脹 過程，對外作功 3-4定溫放熱 過程， q2 = T2(s2-s1) 是 兩 個熱源的 可逆 循環(huán) t 1 w q 2 2 1 2 t, C 1 2 1 1 11 T s s T T s s T 卡諾循環(huán) 熱機效率 卡諾循
11、環(huán) 熱機效率 T1 T2 Rc q1 q2 w 1 2 2 11 1q q q qq t,c只取決于 恒溫 熱源 T1和 T2 而與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)； 2 t, C 1 1 T T 卡諾循環(huán) 熱機效率的說明 T1越大 t,c越高 , T2越小 t,c越高 當 T1=T2， t,c = 0, 單熱源熱機不可能 T1 =K, T2 = 0 K, t,c < 100%， 熱二律 30 討論： 1）實際循環(huán) 不可能 實現(xiàn)卡諾循環(huán)，原因： a） 一切過程不可逆； b） 氣體實施等溫吸熱，等溫放熱困難； c） 氣體
12、卡諾循環(huán) wnet太小，若考慮摩擦， 輸出凈功極微。 2） 卡諾循環(huán)指明了一切熱機提高 熱效率的方向。 31 二、概括性卡諾循環(huán) 1. 回熱和極限回熱 2 L 1 212q m n T s 面 積 n e t 1 2 2 t 1 1 1 1w q q q q q q 2. 概括性卡諾循環(huán)及其熱效率 1 H 3 43 4 3q o p T s 面 積 L 12 L H 34 H 11T s T T s T c 32 三、逆向卡諾循環(huán) 制冷系數(shù) ： cc c ne t 0 c qq w q q c 2 3 c 0 c 2 3
13、 0 c T s T T T s T T 1c 可 大 于 ， 小 于 ， 或 等 于 Tc T0-Tc c 33 供暖系數(shù) ： 11 c ne t 1 2 qq w q q R 4 1 R R 0 4 1 R 0 T s T T T s T T c 1 TR TR-T0 c 34 三種 卡諾循環(huán) Three typical carnot cycles T0 T2 T1 制冷 制熱 T s T1 T2 動力 35 四、多熱源可逆循環(huán) 1. 平均吸（放）熱溫度 2 m 2 11 dq T s T s s 注意： 1） Tm
14、 僅在可逆過程中有意義 12 m 2 TTT 2. 多熱源可逆循環(huán) 2 t 1 1 2 111 1 2 1 q B m n q A m n 面 積 面 積 2 1 m 21 dTs T ss m L L m H H 1 1 1TTq r m n qo p m n o T T 面 積面 積 2) 36 循環(huán)熱效率歸納： ne t 2 t 11 1w qqq m m 1 TT 放 吸 L H 1 TT 適用于一切工質(zhì)，任意循環(huán) 適用于多熱源可逆循環(huán)，任意工質(zhì) 適用于卡諾循環(huán)，概括性卡諾循環(huán) ,任意工質(zhì) 實際 循環(huán)與卡諾循環(huán) 內(nèi)燃機 t1=2000oC，
15、t2=300oC tC =74.7% 實際 t =3040% 卡諾熱機只有理論意義，最高理想 實際上 T s 很難實現(xiàn) 火力發(fā)電 t1=600oC， t2=25oC tC =65.9% 實際 t =40% 回熱和聯(lián)合循環(huán) t 可達 50% 38 卡諾循環(huán)小結(jié) summary 1.在兩熱源間工作的一切可逆循環(huán) ,它們的 熱效率相同 ,只決定于熱源和冷源的溫度 , 與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān) 2.溫度界限相同 ,但是有兩個以上熱源（ 多 熱源 ）的可逆循環(huán) ,其 t tR T1 T2 IR R Q1 Q1 Q2 Q2 WIR IR RWW WIR- WR = Q2 - Q2 0 T
16、1無變化 從 T2吸熱 Q2-Q2 違反開表述，單熱源熱機 WR 假定 Q1= Q1 要證明 tIR tR 把 R逆轉(zhuǎn) -WR W IR=Q1-Q2 WR=Q1-Q2 對外作功 WIR-WR 克勞修斯的證明 反證法 假定： WIR=WR 若 tIR tR T1 T2 IR R Q1 Q1 Q2 Q2 WIR IR R 11 WW QQ Q1 0 從 T2吸熱 Q2-Q2 向 T1放熱 Q1-Q1 不付代價 違反克表述 要證明 tIR tR Q1-Q2= Q1-Q2 WR 把 R逆轉(zhuǎn) 卡諾定理 推論一 在兩個不同溫度的 恒溫熱源 間工作的一切 可逆
17、 熱機 ，具有 相同 的 熱效率 ，且與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān) T1 T2 R1 R2 Q1 Q1 Q2 Q2 WR1 求證： tR1 = tR2 由卡諾定理 tR1 tR2 tR2 tR1 WR2 只有： tR1 = tR2 tR1 = tR2= tC 與工質(zhì)無關(guān) 卡諾定理 推論二 在兩個不同溫度的 恒溫熱源 間工作的任 何 不可逆熱機 ，其熱效率 總小于 這兩個熱源 間工作的 可逆熱機 的效率。 T1 T2 IR R Q1 Q1 Q2 Q2 WIR 已證： tIR tR 只要證明 tIR = tR 反證法 ,假定： tIR = tR 令 Q
18、1 = Q1 則 WIR = WR 工質(zhì)循環(huán)、冷熱源均恢復(fù)原狀， 外界無痕跡，只有可逆才行， 與原假定矛盾。 Q1- Q1 = Q2 - Q2= 0 WR 卡諾定理小結(jié) 1、 在兩個不同 T 的 恒溫熱源 間工作的一切 可逆 熱機 tR = tC 2、 多 熱源間工作的一切可逆熱機 tR多 < 同溫限間工作卡諾機 tC 3、 不可逆 熱機 tIR < 同熱源間工作 可逆 熱機 tR tIR < tR= tC 在給定的溫度界限間 工作的 一切熱機 ， tC最高 熱機極限 46 某項專利申請書上提出一種熱機，從 167
19、 的熱源接受熱量， 向 7 冷源排熱，熱機每接受 1 000 kJ熱量，能發(fā)出 0.12 kWh 的電力。請判定專利局是否應(yīng)受理其申請，為什么？ 解： n e t 10 . 1 2 3 6 0 0 4 3 2 k J 1 0 0 0 k JWQ 故不違反第一定律 根據(jù)卡諾定理，在同溫限的兩個恒溫熱源之間工作的 熱機，以可逆機效率最高 A440155 從申請是否違反自然界普遍規(guī)律著手 L c H ( 2 7 3 . 1 5 7 ) K1 1 0 . 3 6 4 ( 2 7 3 . 1 5 1 6 7 ) K T T 47 n e t , m a x c t
20、, m a x 1 W Q 違反卡諾定理，所以不可能 n e t , m a x c 1 n e t0 . 3 6 4 1 0 0 0 k J 3 6 4 k J 4 3 2 k JW Q W n e t tc 1 4 3 2 k J 0 . 4 3 2 1 0 0 0 k J W Q 或 違反卡諾定理，所以不可能 返回 3.卡諾定理指出（） A 相同溫限內(nèi)一切可逆循環(huán)的熱效率相等 B相同溫限 內(nèi)可逆 循環(huán)的 熱效率必大于不可 逆循環(huán)的熱效率 C相同溫度的兩個恒溫熱源間工作的一切可 逆循環(huán)的熱效率相等 D相同溫度的兩個恒溫熱源間工作的一切循 環(huán)的熱效率相等 4
21、8 C 49 證明 ： 任意可逆過程 可用一組 初、終態(tài)相同的由 可逆 絕熱及等溫過程 組成的 過程替代。 如圖， 1-2可用 1-a， a-b-c及 c-2代替。 需證明： 1-2及 1-a-b-c-2的 功和熱量分別相等。 B D F Aw a 1 DECw 21 GECABw ca GFw c 2 令面積 1、熵 為 狀態(tài)參數(shù) 54 熵、熱力學第二定律的數(shù)學表達式 50 1 2 1 2a c a a c cw w w w 1 2 1 2acuu )()( GFGECABA FECFDFECB
22、 21 wECD 1 2 1 2 1 2 1 2acq u w q 1 2 1 2a c a cuw 又 所以 51 2. 熵參數(shù)的導(dǎo)出 L, 2 t, H , 1 11 i i i ii T q Tq 12 H , L , 0ii ii qq TT 令分割循環(huán)的可逆絕熱線 無窮大 ，且任意兩線間距 離 0, 則 21 L , H , ii ii qq TT , 0i ri q T 0 rT q 52 d R qs T 討論： 1）因證明中僅利用卡諾循環(huán)，故與工質(zhì)性質(zhì)無關(guān)； 2）因 s是狀態(tài)參數(shù)，故 s12=s2-s1
23、與過程無關(guān)； 克勞修斯積分等式 ， （ Tr熱源溫度 ） s是狀態(tài)參數(shù) 令 3） 00 T qT q r 0 rT q 可逆過程 代表某一 狀態(tài)函數(shù) T q 熵于 19世紀中葉首先克勞修斯 (R.Clausius)引入，從 1865年起稱 為 entropy，由清華劉仙洲教授譯成為“熵”。 令分割循環(huán)的可逆絕熱線 無窮 大 ，且任意兩線間距離 0, 則 熵的物理意義 定義：熵 reQdS T 熱源溫度 =工質(zhì)溫度 比熵 reqds T 克勞修斯不等式 0dS 0Q 0dS 0Q 0dS 可逆時 0Q 熵變表示可逆 過
24、程中熱交換 的方向和大小 熵的物理意義 0 rT q 0dS 54 1、克勞修斯積分不等式 用一組等熵線分割循環(huán) 可逆小循環(huán) 不可逆小循環(huán) 可逆小循環(huán)部分： r 0qT 不可逆小循環(huán)部分： 2 , L , 1 , H , 11ii ii qT qT 2 , L , 1 , 2 , 1 , H , H , L , 0i i i i i i i i q T q q q T T T r 0q T 二、熱力學第二定律的數(shù)學表達式 55 可逆部分 +不可逆部分 r 0q T 可逆 “ =” 不可逆“ ” f , g( )i i j j lS
25、s m s m S S 78 絕熱穩(wěn)流開系： f 2 1 g 0 0 s s s s 1 2 C V d0m m m S 穩(wěn)定流動開口系熵方程（僅考慮一股流出，一股流進） 穩(wěn)流開口系： 1 2 f g 0s s m S S 2 1 f gs s s s f , g( )i i j j lS s m s m S S s1、 s2分別是進出口截面上工質(zhì)的比熵 79 試判斷下列各種“單向”過程的熵變是： a）正； b）負； c）可正可負； d）零 1）閉口系經(jīng)歷一可逆變化過程，系統(tǒng)與外界交換功量 10kJ，熱
26、量 -10kJ，系統(tǒng)熵變 。 - 2）閉口系經(jīng)歷一不可逆變化過程，系統(tǒng)與外界交換 功量 10 kJ，熱量 -10kJ，系統(tǒng)熵變 。 -or+ 3）在一穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流裝臵內(nèi)工作的流體經(jīng)歷一不可逆過 程，裝臵作功 20kJ，與外界交換熱量 -15kJ，流體進 出口熵變。 +or- 4）在一穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流裝臵內(nèi)工作的流體流，經(jīng)歷一可逆 過程，裝臵作功 20kJ，與外界交換熱量 -15kJ，流體 進出口熵變。 - A140155 返回 80 書 上 P164頁例題 5-5,5-6 56 孤立系統(tǒng)熵增原理 孤立系統(tǒng) f 0S 無質(zhì)量交換 0 gis o SdS 無熱量交換 無功量交換 =：可逆過程 ：
27、不可逆過程 熱二律表達式之一 82 由熵方程 fgi i j jS s m s m S S 因為是孤立系 f 0 0 0 0i j lm m Q S is o gd 0SS 可逆取 “ =” 不可逆取“ ” 結(jié)論： 孤立系統(tǒng)的熵只能增大，或者不變， 絕不能 減小 ， 這一規(guī)律稱為 孤立系統(tǒng)熵增原理 。 83 3）一切實際過程都不可逆，所以可 根據(jù)熵增原理 判別過程進行的方向 ； 討論： 1） 孤立系統(tǒng)熵增原理 Siso=Sg 0， 可作為 第二定 律的 又一數(shù)學表達式，而且是 更基本的一種表達式 ； 2） 孤立系統(tǒng)的熵增原理
28、可推廣到閉口絕熱系（功 量交換無熵變）； 84 熱 量高 溫 低 溫 a) A A T qsqA 失: i s o 11 0 BA sq TT R = IR “” 若不可逆， TATB,， 以 A為熱源 B為冷源，利用熱 機可使一部分熱能轉(zhuǎn)變成機械能，所以 孤立系熵增大 這里也意味著 機械能損失 。 B B T qsqB 得: 85 HT qsq 1 1 熱熱源：失 12 iso HL 12 HL 0 0 qq s TT qq TT R = IR “” 1, , n e t , n e t ,qt R t I R R I Rww 同樣 不
29、可逆使 孤立系熵增大 造成的后果是 機械能（功）減少 b) 熱能 機械能 LT qsq 2 2 冷冷源：得 n e t 0ws 熱機：輸出 86 S dS rr T Q T Q 1、 在任意不可逆過程中 ， ssf， 即任意過程的 熵變可表示為： 闡明了過程進行的方向！ 并且： 二、熵增原理的實質(zhì) 2、 孤立系統(tǒng)內(nèi)部存在不平衡勢差是過程自動進行 的推動力 。 隨著過程進行 ， 系統(tǒng)內(nèi)部由不平衡 向平衡發(fā)展 ， 總熵增大 ， 當總熵最大時 ， 過程 停止進行 ， 系統(tǒng)達到相應(yīng)的平衡狀態(tài) 。 指出了熱過程進行的限度： 0 isoS 0S iso 87 3、如果某
30、一過程的進行會導(dǎo)致孤立系統(tǒng)的熵減小， 則這種過程不能單獨進行，除非有熵增大的過程作為 補償 ，使孤立系統(tǒng)的總熵增大，至少保持不變 熵增原理的實質(zhì) 補償過程 就是伴隨著熵減少的過程一起進行的熵 增過程；實際過程總是朝熵增大的方向進行 熱源 T1 Q1 熱機 Q2 冷源 T2 熵減 熵增 W0 88 利用孤立系統(tǒng)熵增原理證明下述循環(huán)發(fā)動機是不可 能制成的 : 它從 167 的熱源吸熱 1 000 kJ，向 7 的冷 源放熱 568 kJ，輸出循環(huán)凈功 432 kJ。 證明： 1 0 0 0 k J 2 . 2 7 2 k J /K ( 2 7 3 . 1 5 1 6 7 )
31、 Ks 熱源 所以該熱機是不可能制成的 5 6 8 k J 2 . 0 2 7 k J /K ( 2 7 3 . 1 5 7 ) Ks 冷源 0 熱機s is o 2 .2 7 2 k J/K 2 .0 2 7 k J/K 0 .2 4 5 k J/K 0s A340133 取熱機、熱源、冷源組成閉口絕熱系 返回 89 熵的問答題 1、 任何過程 ， 熵只增不減 2、 若從某一初態(tài)經(jīng)可逆與不可逆兩條路徑到達同 一終點 ， 則不可逆途徑的 S必大于可逆過程的 S 3、 可逆循環(huán) S等于 零 ， 不可逆循環(huán) S大于零 4、 不可逆過程 S永遠 大于可逆過
32、程 S 90 哪個參數(shù)才能正確評價能的價值 熱量？ 500 K 293 K 100 kJ m a x 293 1 1 0 0 500 4 1 .4 W kJ m a x 293 1 10 0 1000 70 .7 W kJ 1000 K 100 kJ 293 K 57 火用參數(shù)的基本概念 熱量火用 91 哪個參數(shù)才能正確評價能的價值 焓？ h1 = h2 p1 p2 w1 w2 w1 w2 92 哪個參數(shù)才能正確評價能的價值 內(nèi)能？ u1 = u2 p0 p0 w1 w2 w 1 w2 93 三種不同品質(zhì)的能量 1、可無限轉(zhuǎn)換的能量 如：
33、 機械能 、 電能 、 水能 、 風能 理論上可以完全轉(zhuǎn)換為功的能量 2、 不能轉(zhuǎn)換的能量 理論上不能轉(zhuǎn)換為功的能量 如： 環(huán)境 （ 大氣 、 海洋 ） 3、 可有限轉(zhuǎn)換的能量 理論上不能完全轉(zhuǎn)換為功的能量 如： 熱能 、 焓 、 內(nèi)能 （ Ex） （ An） （ Ex+An） 94 一 、 能量的可轉(zhuǎn)換性 、火用和火無 火用 (exergy)： 在 環(huán)境 條件下 ， 能量中可轉(zhuǎn)化為有用功的最 高份額稱為該能量的 火用 ；用 Ex表示 。 熱力系只與 環(huán)境 相互作用 、 從任意狀態(tài)可逆 地變化到與環(huán)境平衡時 ， 作出的最大有用功稱 為該熱
34、力系的 火用 。 火無 (anergy)： 系統(tǒng)中不能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪遣糠帜芰糠Q為 火無 ；用 An表示 。 96 二、 熱量火用和冷量火用 因 T0基本恒定，故 quns12 0 1 un 1 a 1 0 0 12 m h m h T qq q q q T T s TT a 1 0 12q q T s 熱源傳出的熱量中理論上可轉(zhuǎn)化為 最大有用功 的熱量。 0 a1 mh 1 TqqT 1、熱量火 用 97 討論： 1） qa是環(huán)境條件下熱源傳出熱量中可轉(zhuǎn)化為功的最高 份額，稱為 熱量火用 ； 2） qun是理想狀況下熱量中仍不能轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ牟糠郑?/p>
35、 是熱能的一種 屬性 ，環(huán)境條件和熱源確定后 不能消除和 減少 ，稱為 熱量火無 ； 3）與環(huán)境有溫差的熱源傳出的熱量具備作功能力，因 此循環(huán)中排向環(huán)境的熱量未必是廢熱，而環(huán)境介質(zhì)中的 內(nèi)熱能全部是 廢熱 。 4） qa與熱源放熱過程特征有關(guān)，因此 qa從嚴格意義上 講不是狀態(tài)參數(shù)。 98 2、冷量火用 冷量 低于環(huán)境溫度傳遞的熱量。 0 1 a Tqq T 0 1 ac T T 2 0 1 1 T T 0 1 caT qq T 2 0 1 c c qTq T ca qsTq 120 整理 99 討論： 1）熱
36、量的可用能和冷量的可用能計算式差一負號 , 即 “ 熱流與熱量可用能同向；冷量與可用能反向 ?！? 2）熱（冷）量可用能與 T的關(guān)系。 1201 sTqq a ca qsTq 120 熱量可用能 冷量可用能 100 x, 12341 1 12561 QE Q 面積 面積 cx, c 12341 , , 1 12651 QE Q 面 積 面 積 101 冷量火用的說明 實際上 ， 只要系統(tǒng)狀態(tài)與環(huán)境的狀態(tài)有差別 ， 就有可能對外作功 ， 就有 Ex T S T0 T ExQ2 Q0 冷量 Ex可理解為 : T
37、Ex）就儲存在冷量里了。 STA QsTE Qn Qx 0, 00, 0 0 102 不可逆過程的火用損失 Q T T WE Q T T WE B BBQx A AAQx )1( )1( 0 )m a x ()(, 0 )m a x ()(, 三、孤立系統(tǒng)熵增與火用損失，能量貶值原理 （以不可逆?zhèn)鳠釣槔? TA T0 TB Q Q wmax Q0 Q 0 Wmax Q TT TEEI AB BQxAQx ) 11( 0)(,)(, 損失為： 不可逆過程的熵增大為： 0 AB ABi s o T Q T QSSS gi s o STSTI 00 孤立系統(tǒng)熵增等于熵產(chǎn) ， 可得
38、： 103 S T SA SB Sg T0 TB TA 熱量 Q由 A傳到 B， 熱 量的數(shù)量并未減少 ， 但 Q中的熱量火用減 少了 ， 熱量的品質(zhì)降 低了 ， 即能量貶值了 105 一、閉口系工質(zhì)的熱力學能火用 工質(zhì)的作功能力 工質(zhì)因其狀態(tài)不同于環(huán)境而具 備的作功能力。通常是指 系統(tǒng)只與環(huán)境交換熱量可逆過 渡到與環(huán)境平衡狀態(tài)作出的最大理論有用功。 5-8 工質(zhì)火用及系統(tǒng)火用平衡方程 106 氣體從初態(tài)（ p， T） （ p0， T0） 據(jù) u , 1 0 d dd q u w w q u w q u p v 微卡諾機 0ne t 0
39、 1 T qw q T qTT u u ,1 ne t w w w 00 d d qq u p v T q T 00d d du T s p v u , m a x 0 0 0 0 0w u u T s s p v v 107 討論： 1）相對于 p0， T0， wu,max是狀態(tài)參數(shù)，稱之 為 熱力學能 火用 ，用 Ex,U（ ex,U） 表示。 2）從狀態(tài) 1狀態(tài) 2，閉口系的最大有用功。 12u , m a x , 1 2 x , x , 1 2 0 1 2 0 1 2UUw e e u u T s s p v v
40、 3） p
41、a x u 1 u 2 1 2 0 1 2 0 1 2w e x e x u u T s s p v v u 1 0 0 1 0 0 1 0e x u u T s s p v v 109 二、穩(wěn)定流動工質(zhì)的焓火用 tq h w u , m a x c 0 1 0 0 1sw w w q h h q T s s 01sw q h q h h 0c c , n e t 1 iTw w qT 0 0 0 0 11 1 iT q q T s sT u , m a x 1 0 0 1 2w h h
42、T s s 0 110 2） 從狀態(tài) 12，穩(wěn)流工質(zhì)可作出的最大有用功 3） 若考慮動能，則稱之為 物流火用 ，用 Ex（ ex） 表示 2u , m a x x 1 0 0 1 0 f 112w e h h T s s c 討論 ： 1）對于 p0 、 T0， wu,max僅取決于狀態(tài)，稱之為 焓 火用 ，用 Ex,H（ ex,H） 表示。 12u , m a x , 1 2 x , x , 1 2 0 2 1HHw e e h h T s s 1 2 u , m a x 1 0 0 1 2w h h T s s 0 111 4）焓火用在
43、T-s圖上表示 x , 1 0 0 1 0He h h T s s , 1 0 0 1 11 pfq T s s a o mnf 面 積 114 三、熵產(chǎn)與系統(tǒng)作功能力（火用）損失 1.兩個特例 1)熱源溫度降低 據(jù)熱力學第一定律：面積 129101 =面積 348103 qAa=面積 17621 qAun=面積 691076=T0(s1s2) qBa=面積 45734 qBun=面積 581075=T0(s4s3) B u nBA u nABaAa qqqqqqI 21340 ssTqq A u nB u n 0
44、 i so 0 gT s T s 115 循環(huán) 12341比循環(huán) 12341少輸出的凈功 即為不可逆絕熱 膨脹過程 2-3造成 的作功能力損失。 0 23 0 is o 0 gI T s T s T s 2)不可逆絕熱膨脹過程 116 2.閉口系作功能力（火用 ）損失 可逆微元過程中 , m a x 0 0 d d duw u p v T s 不可逆微元過程中 0 d duw q u p v , m a x uuI w w 0 d T s q 0 0 d qTs T 0 f 0 gd T s s T s 0gI T s 117 3.穩(wěn)
45、流開系作功能力（火用）損失 u , m a x 0 ddw h T s 微元不可逆過程： ut dw q h q h w u , m a x u I w w 0gI T s 歸納： 0 g 0 is oI T S T S 微元可逆過程： 00 0 d d qT s q T s T 0 f 0 gd T s s T s 118 注意：做功能力損失不等于少做的功 losIW 可逆等溫 2 g1 1 ln vw R T v 不可逆絕熱 2 gg 1 0 ln w v s s R v 2 0g 1 ln vI T R v l o s w w w I
工程熱力學第五章課件.ppt
