1、第 7章 热力学第二定律及其工程应用1)热力学第二定律的定性表述方式和熵衡算方程；2)弄清一些基本概念，如系统与环境、环境状态、可逆的热功转换装置 (即 Carnot循环 )、理想功与损失功、有效能与无效能等；3)学会应用 熵衡算方程 、理想功与损失功的计算及有效能衡算方法 对化工单元过程进行热力学分析，对能量的使用和消耗进行评价。重点内容能量相互转换的特点：能量相互转换过程中数量上守恒热力学第一定律能量转换有一定的条件和方向不同的能量质量不同功全部转换成热，热量只能部分转变为功热量不能自动从低温物体传向高温物体研究能量转化过程中能量质量的变化特点热力学第二定律能量的级别：能级7.1 热力学第
2、二定律的表述方法热力学第二定律 ：不可能把热从低温物体传至高温物体而不发生其它变化 Clausius说法 不可能从单一热源吸取热量使之完全变为有用功而不产生其它影响 Kelvin说法 不可能制造一个机器，使之在循环动作中把一重物体升高，而同时使一热源冷却 Planck说法 第二类永动机是不可能制造成功的 Kelvin-Planck 的说法 孤立或绝热系统的熵只可能增加，或保持不变，但不可能减少在两个不同温度间工作的所有热机，不可能有任何热机的效率比可逆热机的效率更高7.1.1 过程的不可逆性可逆过程：系统经历某一过程后，如果在外界不发生任何变化的情况下能够回复到初态的过程 不可逆过程：状态恢复
3、到初始时外界必然发生变化。实际发生的一切过程都是 不可逆 过程两者关系可逆过程是实际一切不可逆过程的一种极限情况，实际应用中作为评价不可逆过程中技术设备、装置效率的标准。7.1.2 熵熵 (entropy)描述系统内分子无序热运动的状态函数封闭系统的熵变热源或系统的温度系统与外界的热量交换会引起系统熵的变化热力系统与外界环境所构成的孤立系统，熵变为：表示总量 表示系统 表示环境7.1.3 热源熵变和功源熵变热源 与外界只有热量交换而无功和质量交换的系统封闭系统热源高温热源 T1 低温热源 T2高温与低温热源熵变之和：0T2与 T1相差越大，过程不可逆性越大，总熵变越大！功源 功源永远不可能有熵变7.2 熵平衡方程7.2.1 封闭系统的熵平衡方程式封闭系统和热源的熵增量之和等于过程内外不可逆性引起的熵产量 熵产，仅与过程是否可逆有关可逆过程：不可逆过程：7.2.2敞开系统熵平衡方程式敞开系统图 7-1 敞开系统的熵衡算示意图熵流dt 时间内的熵平衡关系将不可逆因素引起的熵产代入，可使不等式转变为等式或：可逆过程，该项等于零系统总熵变对稳定流动敞开系统7.3 热机效率热机 将热源提供的热转换成所需要的功循环操作装置。热机效率 热机产生的净功与向其提供的热量之比。热机产生的净轴功向热机提供的热量热机排出的热量可逆热机效率：
