山西能源学院：《工程热力学》课程教学资源（PPT课件）热力学第二定律知识点（孤立系统熵增原理）

工程热力学孤立系统熵增原理

工程热力学 孤立系统熵增原理

Part01孤立系腐增原理目录Part02熵增原理的实质Part03熵增举例

目录 Part 01 孤立系熵增原理 Part 02 熵增原理的实质 Part 03 熵增举例

01PART孤立系橘增原理

孤立系熵增原理 PART 01

孤立系熵增原理无质量交换孤立系统dS, =0无热量交换无功量交换可逆过程：dSiso = dS。≥0>：不可逆过程热二律表达式之一结论：孤立系统的熵只能增大，或者不变，绝不能减小，这一规律称为孤立系统增原理

孤立系熵增原理 孤立系统 dSf = 0 无质量交换 0 dSiso = dSg  结论：孤立系统的熵只能增大，或者不变，绝不能减小，这 一规律称为孤立系统熵增原理。 无热量交换 无功量交换 =：可逆过程 >：不可逆过程 热二律表达式之一

孤立系熵增原理1．热量：高温一→低温LWnet=1-12qrev“=""ASA：失qTA1≥0?qTBTAAsirrev“">"B:得qTB若TTB，以A为热源B为冷源，热机可使一部分热能转变成功。孤立系熵增大意味着机械能损失

孤立系熵增原理 1. 热量：高温→低温 iso 1 1 0 B A s q T T    = −      rev “=” irrev “>” 若T A > T B，以A为热源B为冷源，热机可使一部分热能转变成功。 孤立系熵增大意味着机械能损失。 A A q s T  = − B B q s T  = A：失q B：得q

孤立系熵增原理机械能2.热能↓高温热源q1TiAs, =热源：失11Tilq2冷源：得12As.WnetT,F热机：输出Wnet△s= 0919242+0Asisorev"_"TT,T,低温热源9192 ≥0irrev">"T,T9=qi→Nt.rerWnet,rev/t,irrevnet,irrev不可逆使孤立系熵增大造成后果是机械能（功）减少

孤立系熵增原理 1 1 1 Δ q s T = − 1 2 iso 1 2 0 q q s T T  = − + + rev “=” irrev “>” t,rev t,irrev 1 1 q q   =   ⎯⎯⎯→  不可逆使孤立系熵增大造成后果是机械能（功）减少 2. 热能 机械能 2 2 Δ q s T 2 = wnet 热源：失q1 冷源：得q2 热机：输出  =s 0 1 2 1 2 0 q q T T = − +  w w net,rev net,irrev  

孤立系熵增原理3.机械功（或电能）转化为热能输入W→Q（=W），气体由T上升S到T2，Vi=V2°Ws工质（系统）变4Sss = ["0g1=mcyln2>>0外界 ASsurr=0TTrevASiso=△Ssys +△Ssur =△Ssys >0热能不可能100%转变成机械能而不留任何影响，故这里△Sis。>0还是意味机械能损失

孤立系熵增原理 3. 机械功（或电能）转化为热能 输入Ws Q（=Ws），气体由T1 上升 到T 2，v1 = v 2。 工质（系统）熵变 2 2 sys 1 rev 1 δ ln 0 V Q T S mc T T  = =  外界  ΔS surr = 0 热能不可能100%转变成机械能而不留任何影响，故这里Δsiso > 0还是 意味机械能损失。 iso sys surr sys  =  +  =   S S S S 0

孤立系炳增原理4．有压差的膨胀（如自由膨胀）4.As = R, In 2 > 0△siso = △s > 0Vi0=0PITLVrr =0As.W=0V2可逆等温膨胀Q= R.TIn -2V=0As..AISOAs=R In WsW=QV15-Q△s.TV

孤立系熵增原理 4. 有压差的膨胀（如自由膨胀） 2 g 1 ln 0 v s R v  =  iso  =   s s 0 2 g 1 ln v Q R T v = iso  = s 0 W = 0 W = Q 2 g 1 ln v s R v  = 2 g 1 ln Q v s R T v −  = = − r  = s 0 surr 可逆等温膨胀

02PART熵增原理的实质

熵增原理的实质 PART 02

滴增原理的实质摘增原理指出：凡是使孤立系统总减小的过程都是不可能发生的，理想可逆情况也只能实现总不变，实际过程都不可逆，所以实际热力过程总是朝着使孤立系统总增大的方向进行，增原理阐明了过程进行的方向。1孤立系统炳增原理△Sis。=S≥0，可作为第二定律的又一数学表达式，而且是更基本的一种表达式2）孤立系统的增原理可推广到闭口绝热系：3）一切实际过程都不可逆，所以可根据增原理判别过程进行的方向：4）孤立系统中一切过程均不改变其总内部储能，即任意过程中能量守恒各种不可逆过程均可造成机械能损失；任何不可逆过程均是△Siso>0

熵增原理的实质 1）孤立系统熵增原理ΔSiso = S g ≥ 0，可作为第二定律的又一数学 表达式，而且是更基本的一种表达式； 2）孤立系统的熵增原理可推广到闭口绝热系； 3）一切实际过程都不可逆，所以可根据熵增原理判别过程进行的方向； 4）孤立系统中一切过程均不改变其总内部储能，即任意过程中能量守恒。 各种不可逆过程均可造成机械能损失；任何不可逆过程均是ΔSiso > 0。 熵增原理指出：凡是使孤立系统总熵减小的过程都是不可能发 生的，理想可逆情况也只能实现总熵不变，实际过程都不可逆，所 以实际热力过程总是朝着使孤立系统总熵增大的方向进行， 熵增原 理阐明了过程进行的方向