622熵产生与熵平衡 6221熵产生 根据热力学第二定律可知 (6-14) 进一步改写为一个等式 ds- og (6-15) 积分,得: △S= +△S (6-16) T 其中,ΔS2称为熵产生,它是由于过程的不可逆性而引起的那部分熵变。可逆过程熵产生△S3=0,不 可逆过程熵产生ΔS>0。总之,熵产生永远不会小于零。 由式(6-16)可以看出,系统的总熵变由两部分组成。一部分是由于与外界存在热交换Q(可逆 或不可逆)而引起的,被称为热熵流(—):另一部分是由于经历的过程的不可逆性而引起的。熵 与质量和能量的性质不同,无论是可逆或不可逆,孤立系统的质量和能量都是守恒的,而熵却不同, 可逆过程的熵守恒,不可逆过程的熵不守恒。 不可逆造成了能量品位的降低,结合熵产生,可以认为熵产生△Sg与做功能力之间必然有联系 过程的不可逆造成的熵产生,减少了系统对外做功的能力。熵产生越大,造成的能量品位降低越多。 6222熵平衡 对于敞开系统,如图6-4所示,假设从环境吸收热量ρ,同时对外做功W,系统与环境之间既有 质量交换,也有能量交换。随着质量的流入流出,熵也 被带动,流入熵为∑mS,流出熵为∑mS,。与能 m m 量交换有联系的熵为。需要注意的是能量中,只 有热量Q与熵变有关,功W与熵变无关。由于过程的 不可逆性引起的熵产生为△Sg,于是,针对上述敞开系 图6-4敞开系统熵平衡图8 6.2.2 熵产生与熵平衡 6.2.2.1 熵产生 根据热力学第二定律可知， T Q S δ ir d > （6-14） 进一步改写为一个等式： g ir S T Q dS = + d δ （6-15） 积分，得： g ir S T Q ∆S = + ∆ ∫ δ （6-16） 其中，∆Sg 称为熵产生，它是由于过程的不可逆性而引起的那部分熵变。可逆过程熵产生 ∆Sg＝0，不 可逆过程熵产生 ∆Sg>0。总之，熵产生永远不会小于零。 由式（6-16）可以看出，系统的总熵变由两部分组成。一部分是由于与外界存在热交换 Q（可逆 或不可逆）而引起的，被称为热熵流（ ∫ T δQ ）；另一部分是由于经历的过程的不可逆性而引起的。熵 与质量和能量的性质不同，无论是可逆或不可逆，孤立系统的质量和能量都是守恒的，而熵却不同， 可逆过程的熵守恒，不可逆过程的熵不守恒。 不可逆造成了能量品位的降低，结合熵产生，可以认为熵产生 ∆Sg 与做功能力之间必然有联系。 过程的不可逆造成的熵产生，减少了系统对外做功的能力。熵产生越大，造成的能量品位降低越多。 6.2.2.2 熵平衡 对于敞开系统，如图 6-4 所示，假设从环境吸收热量 Q，同时对外做功 W，系统与环境之间既有 质量交换，也有能量交换。随着质量的流入流出，熵也 被带动，流入熵为 ∑ in i i m S ，流出熵为 ∑out i i m S 。与能 量交换有联系的熵为 ∫ T δQ 。需要注意的是能量中，只 有热量 Q 与熵变有关，功 W 与熵变无关。由于过程的 不可逆性引起的熵产生为 ∆Sg，于是，针对上述敞开系 统，有：