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热力学熵
热力学熵
热二律推论之一
卡诺定理给出热机的最高理想
热二律推论之二
克劳修斯不等式反映方向性
热二律推论之三
熵反映方向性
熵的导出
定义：熵
于19世纪中叶首先克劳修斯(R.Clausius)引入，式中S从
1865年起称为entropy，由清华刘仙洲教授译成为“熵”。
小知识
克劳修斯不等式
可逆过程， ， 代表某一状态函数。
= 可逆循环
< 不可逆循环
比熵
熵的物理意义
定义：熵
热源温度=工质温度
比熵
克劳修斯不等式
可逆时
熵变表示可逆过程中热交换的方向和大小
熵的物理意义
熵是状态量
可逆循环
p
v
1
2
a
b
熵变与路径无关,只与初终态有关
不可逆过程 S与传热量的关系
任意不可逆循环
p
v
1
2
a
b
= 可逆
> 不可逆
S与传热量的关系
= 可逆
>不可逆
<不可能
热二律表达式之一
对于循环
克劳修斯不等式
除了传热,还有其它因素影响熵
不可逆绝热过程
不可逆因素会引起熵变化
=0
总是熵增
针对过程
熵流和熵产
对于任意微元过程有：
=：可逆过程
>：不可逆过程
定义
熵产：纯粹由不可逆因素引起
结论：熵产是过程不可逆性大小的度量。
熵流：
永远
热二律表达式之一
熵流、熵产和熵变
任意不可逆过程
可逆过程
不可逆绝热过程
可逆绝热过程
不易求
熵变的计算方法
理想气体
仅可逆过程适用
T
s
1
2
3
4
任何过程
熵变的计算方法
非理想气体：查图表
固体和液体：
通常
常数
例：水
熵变与过程无关，假定可逆：
熵变的计算方法
热源（蓄热器）：与外界交换热量，T几乎不变
假想蓄热器
R
Q1
Q2
W
T2
T1
T1
热源的熵变
熵变的计算方法
功源（蓄功器）：与只外界交换功
功源的熵变
理想弹簧
无耗散
克劳修斯不等式例题
A 热机是否能实现
1000 K
300 K
A
2000 kJ
800 kJ
1200 kJ
可能
如果：W=1500 kJ
1500 kJ
不可能
500 kJ
注意：热量的正和负是站在循环的立场上

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