1、工程熱力學工程熱力學熵Entropy熱二律推論之一熱二律推論之一 卡諾定理給出熱機的最高理想卡諾定理給出熱機的最高理想熱二律推論之二熱二律推論之二 克勞修斯不等式反映方向性克勞修斯不等式反映方向性熱二律推論之三熱二律推論之三 熵反映方向性熵反映方向性工程熱力學工程熱力學孤立系統熵增原理孤立系統孤立系統0fdS無質量交換無質量交換0giso dSdS結論：結論：孤立系統的熵只能增大，或者不變，孤立系統的熵只能增大，或者不變， 絕不能減小絕不能減小，這一規律稱為這一規律稱為孤立系統孤立系統 熵增原理熵增原理。無熱量交換無熱量交換無功量交換無功量交換=：可逆過程：可逆過程：不可逆過程：不可逆過程熱二

2、律表達式之一熱二律表達式之一工程熱力學工程熱力學Increase of entropy principle The entropy of an isolated system during a process always increase or, in the limiting case of a reversible process, remains constant.孤立系統熵增原理：孤立系統的熵只能增大，或者不變，絕不能減小。工程熱力學工程熱力學為什么用孤立系統？孤立系統孤立系統 = 非孤立系統非孤立系統 + 相關外界相關外界iso0dS=：可逆過程：可逆過程 reversible：不

3、可逆過程：不可逆過程 irreversibleT2)QT2T1QST 用用用用fgSSS 用用iso0S沒有循環沒有循環不好用不好用不知道不知道用克勞修斯不等式用克勞修斯不等式 0rQT rQT工程熱力學工程熱力學孤立系熵增原理舉例(1)QT2T112isoTT122111QQSSSQTTTT 取熱源取熱源T1和和T2為孤立系為孤立系當當T1T2可自發傳熱可自發傳熱iso0S當當T1T2不能傳熱不能傳熱iso0S當當T1=T2可逆傳熱可逆傳熱iso0S工程熱力學工程熱力學孤立系熵增原理舉例(1)QT2T1iso2111SQTT取熱源取熱源T1和和T2為孤立系為孤立系isoSSTT1T2工程熱力

4、學工程熱力學孤立系熵增原理舉例(2)兩恒溫熱源間工作的可逆熱機Q2T2T112isoTTRSSSSS 功源RWQ1功功源源12120QQTT22tt,C1111QTQT 工程熱力學工程熱力學孤立系熵增原理舉例(2)Q2T2T1RWQ1功功源源12iso120QQSTTSTT1T2兩恒溫熱源間工作的可逆熱機工程熱力學工程熱力學孤立系熵增原理舉例(3)T1T2RQ1Q2W假定假定 Q1=Q1 ， tIR tR，W tIR RIR121222()WWQQQQQQ可逆可逆T1T0IRWIRQ1Q2作功能力作功能力:以環境為基準以環境為基準,系統可能作出的最大功系統可能作出的最大功假定假定 Q1=Q1

5、， WR WIR 作功能力損失作功能力損失工程熱力學工程熱力學121222101000QQQQQQTTTTTT作功能力損失T1T0RQ1Q2W22QQ11221100QQQQTTTTIRWQ1Q212isoTTIRRSSSSS 假定假定 Q1=Q1 ， W R WIR 作功能力損失作功能力損失02tt,C1111TQQT 1210QQTT220QQT0isoTS工程熱力學工程熱力學熵方程閉口系閉口系21fgSSS 開口系開口系out(2)in(1)ScvQWcvfgi,ini,ini,outi,out11nniidSdSdSmsms穩定流動穩定流動cv0dSinoutmmmfginout0()

6、dSdSssm21fgdSdSdS21fgSSS 工程熱力學工程熱力學(一一)熵的性質和計算熵的性質和計算 不可逆過程的熵變可以在給定的初、終不可逆過程的熵變可以在給定的初、終 態之間任選一可逆過程進行計算。態之間任選一可逆過程進行計算。l 熵是狀態參數，狀態一定，熵有確定的值；熵是狀態參數，狀態一定，熵有確定的值； 熵的變化只與初、終態有關，與過程的路熵的變化只與初、終態有關，與過程的路 徑無關徑無關 熵是廣延量熵是廣延量熵的討論工程熱力學工程熱力學(二) 熵的表達式的聯系reqdsTfgsss qsT 可逆過程傳熱的大小和方向可逆過程傳熱的大小和方向 不可逆程度的量度不可逆程度的量度gs作

7、功能力損失作功能力損失0iso0gTsTs 孤立系孤立系iso0sg0s 過程進行的方向過程進行的方向 循環循環0s 克勞修斯不等式克勞修斯不等式熵的討論0rqT 工程熱力學工程熱力學(三) 熵的問答題 任何過程，熵只增不減任何過程，熵只增不減 若從某一初態經可逆與不可逆兩條路徑到若從某一初態經可逆與不可逆兩條路徑到 達同一終點，則不可逆途徑的達同一終點，則不可逆途徑的 S必大于可必大于可逆過程的逆過程的 S 可逆循環可逆循環 S為零，不可逆循環為零，不可逆循環 S大于零大于零 不可逆過程不可逆過程 S永遠永遠大于可逆過程大于可逆過程 S熵的討論工程熱力學工程熱力學 若工質從同一初態，分別經可

8、逆和不可逆若工質從同一初態，分別經可逆和不可逆過程，到達同一終態，已知兩過程熱源相過程，到達同一終態，已知兩過程熱源相同，問傳熱量是否相同？同，問傳熱量是否相同？相同相同初終態，初終態， s相同相同qsT =：可逆過程：可逆過程：不可逆過程：不可逆過程熱源熱源T相同相同RIRqqquw 相同相同RIRww熵的討論工程熱力學工程熱力學 若工質從同一初態出發，從相同熱源吸收若工質從同一初態出發，從相同熱源吸收相同熱量，問末態熵可逆與不可逆誰大？相同熱量，問末態熵可逆與不可逆誰大？相同熱量，熱源相同熱量，熱源T相同相同qsT =：可逆過程：可逆過程：不可逆過程：不可逆過程IRRss 相同相同初態初態s1相同相同2,IR2,Rss熵的討論工程熱力學工程熱力學 理想氣體絕熱自由膨脹，熵變？理想氣體絕熱自由膨脹，熵變？0U0T典型的不可逆過程典型的不可逆過程22iso21v11lnlnTvSSSm cRTvAB真空真空0 熵的討論工程熱力學工程熱力學熱二律解決的典型問題1. 某循環或過程能否