04Chapter18 second law of Thermodynamics2(公开课).ppt

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1、Example:(page425:20)Anidealgasexpandsataconstantpressureof5.0atmfrom0.4Lto0.7Latconstantvolume,andthepressureandtemperatureareallowedtodropuntilthetemperaturereachesitsoriginalvalue.Calculate(a)thetotalworkdonebythegasintheprocess,and(b)thetotalheatflowintothegas.isobaricprocessisochoricpro

2、cess§18-2HeatEngines(热机)P430-436热机工质循环效率卡诺机熵heatengineworkingsubstancecycleefficiencyCarnotengineentropy历史上热力学理论最初是在研究热机工作过程的基础上发展起来的。热机是利用热来做功的机器。1698年萨维利和1705年纽可门先后发明了蒸汽机，当时蒸汽机的效率极低.1765年瓦特进行了重大改进，大大提高了效率.人们一直在为提高热机的效率而努力，从理论上研究热机效率问题，一方面指明了提高效率的方向，另一方面也推动了热学理论的发展.1热机发展简介2热机：持续地将热量转变为功的机器

3、.Schematicworkingprocessofsteamengine3热机工作过程Theworkingsubstances(工作物质或工质：热机中被利用来吸收热量并对外做功的物质)absorbheatfromhightemperatureresource;onepartofenergybecomeswork,andtheotherpartreleasetothelowtemperatureresource.Afteracycle,theworkingsubstancesresumetheiroriginalstate.高温热源T1低温热源T24Cycle(循环过程)1)

4、系统经过一系列变化状态过程后，又回到原来的状态的过程叫热力学循环过程.Ingeneral,ifasystemstartsfromacertaininitialstate,throughaclosedseriesofthermodynamicprocesses,thesystemreturnstoitsinitialstate,thentheseprocessesarecalledacycle.AB2)Importantfeaturesofcyclicprocess(循环过程的特点)循环曲线所包围的面积为系统做的净功。循环曲线为闭合曲线。经过一个循环，内能不变。DU=0ABAB

5、从状态A经状态c达到状态B，系统对外界做功W1，系统对外做净功的数值为W=W1-W2从状态A经状态d达到状态B，外界对系统做功W2，热力学第一定律净功即：工质以传热的方式从高温热库得到能量，有一部分仍以传热的方式放给低温热库，二者的差额等于工质对外做的净功。Theworkingsubstancesabsorbheatfromhightemperatureresource;onepartofenergybecomeswork,andtheotherpartreleasetothelowtemperatureresource.Thedifferenceofthemisthenet

6、workdonebytheworkingsubstances.AB3)正循环热机循环过程沿顺时针(clockwise)方向进行，系统对外做功，返回时，系统放热，对外做负功；循环面积为正值，这种循环叫正循环，或热循环(normalcirculation)。5EfficiencyofaEngineP432对于正循环，其效率是在一次循环过程中工质对外做的净功占它从高温热库吸收的热量的比率。其是热机效能的一个重要标志。各种热机的效率液体燃料火箭柴油机汽油机蒸汽机Theefficiencyeofanyengineisdefinedbytheratiooftheworkitdoestot

7、heheatinputatthehightemperature.(p432)热机高温热源低温热源热机高温热源低温热源UsingTher.-I-lawtothewholecyclicprocess,Questions:IsitpossibletoreduceQ2tozero?Ifnot,why?Itviolatethesecondlawofthermaldynamics:Itisimpossibleforadevicewhosesoleeffectistransferredcompletelyintowo