同理,低温冷端的熵变S3为: 776.1 △S2 =2.841kkgK 7o273.15 于是,总熵变为:AS=△S1+△S2+△S3=-0412kJkg2k1<0 所以,设计的过程是不可能实现的。 另注:该过程之所以不能实现,是因为系统和环境的总熵变小于零。具体说,是因为环境的熵增太小 如果想使得该过程实现,必须加大环境的熵增。从△S2和△S3的计算式中可以分析出,只要相应的缩 小2的值,而增大(,就可以使得总熵变大于零 设由每kg饱和水蒸气传递给高温储热器的可行的最大热量为Q1kkg,则 73549+9+26761-g 463.15273.150 解得: Q1=1679.5kkg 从上述结果可以看出,该股蒸汽虽然是作为热源,可以向高温储热器输送热量,但并不是随心所 欲的想输入多少都行。由于热力学第二定律的限制,在它向储热器输入热量的同时,必然会在环境留 下其他的影响(同时向低温环境放热)。这部分向冷端放出的热量,虽然表面上看是损失,但正是这部 分损失,保证了整体的熵增加,过程可行。 通过上述例题,说明熵是过程进行方向的判据。孤立体系达到平衡时,熵值最大。因为熵是系统 的性质,因此,只要系统处于一定的状态,便有一个确定的熵值 从微观角度研究,自然界中存在各种有序性,例如结构的有序性,分布的有序性,运动的有序性 等。晶体结构是高度有序的。从晶体熔化成液体,分子的排列由有序转向无序;扩散过程,分子由分 布的有序变成无序;机械运动摩擦生热,分子由有序运动变为无序运动。所有这些过程都具有一个共 同的特点,即随着无序程度的增加,系统的熵值增大。所以,熵是系统分子无序程度的度量。 将三种热力学第二定律的说法综合起来,可以发现,它们是等价的,都表达了过程的自发和不可 逆性之间的关系。克劳修斯的说法说明了热传导过程由高温向低温这种自发倾向的不可逆性;开尔文 说法则描述了功转化为热的过程的不可逆性:熵增原理则说明了自发过程都趋向于熵增大,不可逆。 无论哪一种说法,都是过程发生的方向性的判据,他们互为补充,与热力学第一定律一起,共同决定 着自然界过程发生的可能性问题7 同理，低温冷端的熵变 ΔS3 为： 2.841 273.15 776.1 0 0 3 = = − ∆ = T Q S kJ·kg-1·K-1 于是，总熵变为： ∆S = ∆S1 + ∆S2 + ∆S3 = −0.412 kJ·kg-1·K-1 < 0 所以，设计的过程是不可能实现的。 另注：该过程之所以不能实现，是因为系统和环境的总熵变小于零。具体说，是因为环境的熵增太小。 如果想使得该过程实现，必须加大环境的熵增。从 ∆S2 和 ∆S3 的计算式中可以分析出，只要相应的缩 小 Q1 的值，而增大 Q0 ，就可以使得总熵变大于零。 设由每 kg 饱和水蒸气传递给高温储热器的可行的最大热量为 ' Q1 kJ·kg-1，则 0 273.15 2676.1 463.15 7.3549 ' 1 ' 1 = − − + + Q Q 解得： 1679.5 ' Q1 = kJ·kg-1 从上述结果可以看出，该股蒸汽虽然是作为热源，可以向高温储热器输送热量，但并不是随心所 欲的想输入多少都行。由于热力学第二定律的限制，在它向储热器输入热量的同时，必然会在环境留 下其他的影响（同时向低温环境放热）。这部分向冷端放出的热量，虽然表面上看是损失，但正是这部 分损失，保证了整体的熵增加，过程可行。 通过上述例题，说明熵是过程进行方向的判据。孤立体系达到平衡时，熵值最大。因为熵是系统 的性质，因此，只要系统处于一定的状态，便有一个确定的熵值。 从微观角度研究，自然界中存在各种有序性，例如结构的有序性，分布的有序性，运动的有序性 等。晶体结构是高度有序的。从晶体熔化成液体，分子的排列由有序转向无序；扩散过程，分子由分 布的有序变成无序；机械运动摩擦生热，分子由有序运动变为无序运动。所有这些过程都具有一个共 同的特点，即随着无序程度的增加，系统的熵值增大。所以，熵是系统分子无序程度的度量。 将三种热力学第二定律的说法综合起来，可以发现，它们是等价的，都表达了过程的自发和不可 逆性之间的关系。克劳修斯的说法说明了热传导过程由高温向低温这种自发倾向的不可逆性；开尔文 说法则描述了功转化为热的过程的不可逆性；熵增原理则说明了自发过程都趋向于熵增大，不可逆。 无论哪一种说法，都是过程发生的方向性的判据，他们互为补充，与热力学第一定律一起，共同决定 着自然界过程发生的可能性问题