第五章-热力循环-热力学第二定律课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《第五章-热力循环-热力学第二定律课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第五 热力 循环 热力学第二定律 课件
- 资源描述:
-
1、化工热力学化工热力学Chemical Engineering Thermodynamics华北科技学院华北科技学院第五章第五章 热力循环热力循环 热力学第二定律热力学第二定律1.三种表述三种表述5.1 热力学第二定律热力学第二定律(1)有关热流方向的表述有关热流方向的表述:1850年克劳休斯:年克劳休斯:热不可能自动的从低温物体传热不可能自动的从低温物体传给高温物体。给高温物体。(2)有关循环过程的表述有关循环过程的表述:1851年开尔文:年开尔文:不可能从单一热源吸热使之完全不可能从单一热源吸热使之完全变成有用功,而不引起其他变化。变成有用功,而不引起其他变化。(3)有关熵的表述:有关熵的表
2、述:孤立体系的熵只能增加,或达到极限时保持恒定。孤立体系的熵只能增加,或达到极限时保持恒定。St0不可逆不可逆 可逆可逆 孤立体系热力学第二定律另一种表达式:孤立体系热力学第二定律另一种表达式:St=Ssys+Ssur0熵增原理熵增原理5.1 热力学第二定律热力学第二定律2.四个概念四个概念 热源热源 是一个具有很大热容量的物系。取出是一个具有很大热容量的物系。取出或接受热量,温度不变,热源里的过程为或接受热量,温度不变,热源里的过程为可逆过程可逆过程。功源功源 是一种可以做功或接受功的装置。功源是一种可以做功或接受功的装置。功源里的过程是绝热可逆过程,即里的过程是绝热可逆过程,即等熵过程等熵
3、过程。绝热绝热Ssur=0St=S功源功源=0,功源没有熵变。,功源没有熵变。5.1 热力学第二定律热力学第二定律 热机热机 是一种是一种产生功产生功并将高温热源的热量传并将高温热源的热量传递给低温热源的一种机械装置。递给低温热源的一种机械装置。热功率热功率 热转化为功的效率。获得的功热转化为功的效率。获得的功/投入投入的热。的热。T=Ws/Q5.2 熵熵熵熵S与微观状态数与微观状态数 1878年,年,L.Boltzmann提出了熵与微观状态数提出了熵与微观状态数的关系:的关系:S=kln12311Amol106.022KmolJ314.8NRk123-KJ103806.1 粒子的活动范围愈大
4、,粒子的数目愈多,系粒子的活动范围愈大,粒子的数目愈多,系统的微观状态数统的微观状态数愈多,系统的混乱度愈大。愈多,系统的混乱度愈大。5.2 熵熵热机热机低温热源低温热源LT高温热源高温热源HTHQLQ功源功源)(RSW可逆热机循环可逆热机循环示意图示意图由稳流过程的能量平衡式可得:由稳流过程的能量平衡式可得:)(RSWQH LHRSQQW )(由热力学第二定律:由热力学第二定律:可逆过程:可逆过程:0)(sursysSS热机为系统热机为系统 循环过程:循环过程:0 sysS则:则:0 功源低温源SSSSsur高高温温源源0 HHHTQS 高温源LLTQS 低温源可逆:可逆:0 LLHHsur
5、TQTQS可逆热机效率:可逆热机效率:HRSRTQW)()(HLHQQQ HLQQ 1HLTT 1即使在可逆热机中做了最大功即使在可逆热机中做了最大功(可逆功可逆功),也,也不可能将热全部转化为功,不可能将热全部转化为功,T0,说明体系做功,说明体系做功能力损失了,而损失做功能力大小与能力损失了,而损失做功能力大小与St成正比。成正比。循环循环装置装置热源热源LT热源热源HTHQLQ两个热源之间两个热源之间的传热的传热5.2 熵熵由稳流过程的能量平衡式可得:由稳流过程的能量平衡式可得:)(RSWQH 0)(RSW则,则,Q=QH+QL=0,即,即,QH=-QL 0)(sursysSS 循环过程
6、:循环过程:0 H LHLLHHsurTTQTQTQS11101 LHLHTTHTQa.THTL,成立,自发从高温热源传向低温热源,成立,自发从高温热源传向低温热源b.传热温差传热温差T,熵增,熵增,即不可逆程度越小,即不可逆程度越小,导致传热过程缓慢。增加传热面积,设备费用导致传热过程缓慢。增加传热面积,设备费用。1.闭系热力学第二定律闭系热力学第二定律5.2 熵熵Ssys+Ssur0微分形式微分形式dSsys+dSsur0dSsur=dS热源热源+dS功源功源dS功源功源=0dSsur=dS热源热源=Qsur/T=-Qsys/TdSsysQsys/T通常形式通常形式dSsysQ/T不可逆不
7、可逆 可逆可逆 闭系热力学闭系热力学第二定律第二定律5.2 熵熵 熵流熵流dSf可逆过程:可逆过程:TQdSRsys 我们称我们称TQR 为随为随RQ 热流产生的热流产生的熵流熵流。熵流定义熵流定义:/TQdSRf 功源熵变为零,因此功的传递不会引起熵的流动。功源熵变为零,因此功的传递不会引起熵的流动。由于传热由于传热QR而引而引起体系熵的变化起体系熵的变化(2)熵产熵产dSggRsysdSTQdS gdS熵产生熵产生,由于过程的不可逆性引起的熵变。由于过程的不可逆性引起的熵变。gQsysSTQS 0 dSsysQ/T等式等式 积分积分 过程的不可逆程度越大,熵产生量也越大;熵产生永远过程的不
8、可逆程度越大,熵产生量也越大;熵产生永远不会小于零。不会小于零。Sg0,不可逆过程不可逆过程 Sg=0,可逆过程可逆过程 Sg0ggfSTQSSSS A outjjjiniiigfAopsyssmsmSSSdtdS gtSSS AP125,例题,例题5-2,3 概述概述5.3 热力学图表热力学图表用于纯物质用于纯物质使用方便:使用方便:T-S,H-S,lnp-H查热力学数据查热力学数据分析热力学过程分析热力学过程 T-S图图5.3 热力学图表热力学图表CT(1)构成构成 TSC 临界点临界点T-S 示意图示意图(1)饱和蒸汽曲线饱和蒸汽曲线汽液共存区汽液共存区A饱和液体曲线饱和液体曲线B液相区
9、液相区蒸汽区蒸汽区气相区气相区5.3 热力学图表热力学图表等焓线等焓线TSCBA3pp2p1p1H3H2HT-S 示意图示意图(2)等压线等压线x等干度线等干度线 湿蒸汽中所含饱湿蒸汽中所含饱和蒸汽的质量百和蒸汽的质量百分数称为干度分数称为干度x 等容线等容线规律规律5.3 热力学图表热力学图表(2)使用使用 单相区:单相区:f=2 两相区:两相区:f=1 用相律分析用相律分析 如:如:xhxhhlgm 1 xSxSSlgm 1 xVxVVlgm 1 已知某物系在两相区的位置,可由已知某物系在两相区的位置,可由T-S图求出图求出汽液相对量,汽液混合物系的热力学性质可通过汽汽液相对量,汽液混合物
10、系的热力学性质可通过汽液性质及干度求出。液性质及干度求出。5.3 热力学图表热力学图表a.等压过程等压过程无相变无相变TCBA1p加热加热),(212pT),(111pTppHQ 外界所交换的热:外界所交换的热:12hh 21ssTdSSS1S25.3 热力学图表热力学图表有相变:有相变:TS=S2 S112hhHQp 外界所交换的热:外界所交换的热:),(111pT),(212pTCBAp1H=粉线区域的面积粉线区域的面积S1S2S5.3 热力学图表热力学图表b.节流膨胀过程节流膨胀过程TS1p2p3p1H),(111pT),(222pT无相变:无相变:S=Sg=S2 S1有相变:有相变:5
11、446液液汽汽),(313pT),(424pT655.3 热力学图表热力学图表c.等熵膨胀过程等熵膨胀过程TS2p可逆绝热过程可逆绝热过程 2T等熵过程的焓变:等熵过程的焓变:12-HHWHRS 2T1p),(111pT),(222pT实际过程实际过程对外实际做的轴功:对外实际做的轴功:12HHWS 或或 12hhws 等等熵熵过过程程2未知未知2121)(hhhhWWRssS 等熵膨胀效率等熵膨胀效率实验测得实验测得8060.s T2T2,S2 S2S2S2P130,例题,例题5-4,焓熵图,压焓图,焓熵图,压焓图5.3 热力学图表热力学图表热力学性质图的共性热力学性质图的共性1.制作原理及
展开阅读全文