工程熱力學(xué)熱力學(xué)第二定律

1、第五章,熱力學(xué)第二定律,5-1,熱力學(xué)第二定律,?,自然過程的方向性,?,功熱轉(zhuǎn)化：功可以自動(dòng)轉(zhuǎn)化為熱，熱不可能全部無,條件地轉(zhuǎn)化為功,?,有限溫差傳熱：熱量總是自動(dòng)地從高溫物體傳向低,溫物體,?,自由膨脹：氣體能夠自動(dòng)進(jìn)行無阻膨脹,?,混合過程：所有的混合過程都是不可逆過程，使混,合物中各組分分離要花代價(jià)：耗功或耗熱,?,耗散效應(yīng)和有限勢(shì)差作用下的非準(zhǔn)平衡變化是造,成過程不可逆的兩大因素,?,自發(fā)過程：自然過程中凡是能夠獨(dú)立地、無條件,自動(dòng)進(jìn)行的過程稱為自發(fā)過程,?,非自發(fā)過程：不能獨(dú)立地自動(dòng)進(jìn)行而需要外界幫,助作為補(bǔ)充條件的過程稱為非自發(fā)過程,?,不可逆是自發(fā)過程的重要特征和屬性,?,熱力

2、學(xué)第二定律的表述,?,熱力學(xué)第二定律是闡明與熱現(xiàn)象相關(guān)的各種過程,進(jìn)行的方向、條件及限度的定律,?,熱力學(xué)第二定律的克勞修斯說法：熱不可能自發(fā),地、不付代價(jià)地從低溫物體傳至高溫物體,?,熱力學(xué)第二定律的開爾文說法：不可能制造出從,單一熱源吸熱、使之全部轉(zhuǎn)化為功而不留下其它,任何變化的熱力發(fā)動(dòng)機(jī),?,熱力學(xué)第二定律還可以表述為：第二類永動(dòng)機(jī)是,不存在的,5-2,可逆循環(huán)分析及其熱效率,?,卡諾循環(huán),?,卡諾循環(huán)是工作于溫度分別為,T,1,和,T,2,的兩個(gè)熱源,之間的正向循環(huán)，由兩個(gè)可逆定溫過程和兩個(gè)可,逆絕熱過程組成,?,循環(huán)熱效率為,對(duì)理想氣體可逆定溫過程,a-b,、,c-d,得,，,1,2

3、,1,1,q,q,q,w,net,t,?,?,?,?,a,b,g,v,v,T,R,q,ln,1,1,?,d,c,g,v,v,T,R,q,ln,2,2,?,d-a,為絕熱壓縮；,a-b,為定溫吸熱；,b-c,為絕熱膨脹；,c-d,為,定溫放熱,對(duì)于絕熱過程,b-c,、,d-a,可寫出,，,故,整理得,?,卡諾循環(huán)的熱效率只決定于高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩?的溫度,T,1,、,T,2,，提高,T,1,降低,T,2,，可以提高熱效率,1,2,1,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,k,b,c,c,b,v,v,T,T,T,T,1,2,1,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,k,a,d,d,a,

4、v,v,T,T,T,T,a,d,b,c,v,v,v,v,?,1,2,1,T,T,c,?,?,?,?,卡諾循環(huán)的熱效率只能小于,1,，不可能等于,1,或,大于,1,。循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)即使在理想情況下也不可能,將熱能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,?,當(dāng),T,1,=T,2,時(shí)，循環(huán)熱效率,c,=0,。熱能產(chǎn)生動(dòng)力一,定要有溫度差作為熱力學(xué)條件，借助單一熱源連,續(xù)作功的機(jī)器是制造不出的,?,卡諾循環(huán)及其熱效率公式奠定了熱力學(xué)第二定律,的理論基礎(chǔ)，為提高各種熱動(dòng)力機(jī)熱效率指出了,方向,?,選用以氣體為工質(zhì)的卡諾循環(huán)的困難在于受設(shè)備,限制及氣體定溫過程不易實(shí)現(xiàn),?,概括性卡諾循環(huán),?,概括性卡諾循環(huán)是工作于兩個(gè)恒溫?zé)嵩撮g的

5、極限,回?zé)嵫h(huán)，由兩個(gè)可逆定溫過程和兩個(gè)同類型的,其它可逆過程組成,?,概括性卡諾循環(huán)的熱效率與卡諾循環(huán)相同,?,回?zé)幔豪霉べ|(zhì)排出的部分熱量來加熱工質(zhì)本身,的方法稱為回?zé)?，是提高熱效率的有效方?c,dc,ab,t,T,T,s,T,s,T,q,q,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,1,2,1,2,1,2,1,1,1,?,逆向卡諾循環(huán),?,逆向卡諾循環(huán)：按與卡諾循環(huán)相同的路線而循反,方向進(jìn)行的循環(huán)即逆向卡諾循環(huán),?,逆向卡諾制冷循環(huán)的制冷系數(shù)為,?,逆向卡諾熱泵循環(huán)的供暖系數(shù)為,?,對(duì)于制冷循環(huán)，環(huán)境溫度,T,1,低，冷庫(kù)溫度,T,2,高，,則制冷系數(shù)大；對(duì)于熱泵循環(huán)，環(huán)境溫度,T,

6、2,高，,室內(nèi)溫度,T,1,低，則供暖系數(shù)大，且,總大于,1,2,1,2,2,1,2,2,T,T,T,q,q,q,w,q,net,c,?,?,?,?,?,?,2,1,1,2,1,1,1,T,T,T,q,q,q,w,q,net,c,?,?,?,?,?,?,?,?,多熱源的可逆循環(huán),?,熱源多于兩個(gè)的可逆循環(huán)，其熱效率低于同溫限,間工作的卡諾循環(huán),?,工作在,T,1,=T,h,、,T,2,=T,l,下的多熱源可逆循環(huán)的熱效,率,卡諾循環(huán)的熱效率,由于,q,1,q,1,，,q,2,q,2,，所以,t,c,ehgnme,gnme,q,q,t,面積,面積,lg,1,1,1,2,?,?,?,?,?,?,?

7、,ABnmA,q,q,DCnmD,c,面積,面積,?,?,?,?,1,1,1,2,?,?,引入平均溫度概念也可得到相同結(jié)論,T-s,圖上的熱量以當(dāng)量矩形面積代替時(shí)的矩形高,度即平均溫度,由于,，,，所以,t,c,?,工作于兩個(gè)熱源間的一切可逆循環(huán)（包括卡諾循,環(huán)）的熱效率高于相同溫限間多熱源的可逆循環(huán),T,1,2,1,2,1,2,1,1,1,T,T,s,T,s,T,q,q,t,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,1,1,T,T,?,2,2,T,T,?,5-3,卡諾定理,?,定理一,?,在相同溫度的高溫?zé)嵩春拖嗤瑴囟鹊牡蜏責(zé)嵩粗?間工作的一切可逆循環(huán)，其熱效率都相等，與可,逆循環(huán)的種類無

8、關(guān)，與采用哪一種工質(zhì)也無關(guān),證明過程：設(shè)有兩臺(tái)可逆機(jī),A,和,B,，在相同的高,溫?zé)嵩?T,1,和低溫?zé)嵩?T,2,間工作，吸熱量同為,Q,1,，,循環(huán)凈功分別為,，,熱效率分別為,，,A,A,Q,Q,W,2,1,?,?,B,B,Q,Q,W,2,1,?,?,1,Q,W,A,A,?,?,1,Q,W,B,B,?,?,若假定,A,B,，令,B,反向運(yùn)行，可得循環(huán)總效果相當(dāng),于取出低溫?zé)嵩吹臒崃?(Q,2B,-Q,2A,),轉(zhuǎn)化為功,(W,A,-W,B,),，違反,熱力學(xué)第二定律的開爾文說法,若假定,B, ,A,，也可得類似結(jié)論,因此,?,定理二,?,在溫度同為,T,1,的熱源和溫度同為,T,2,的冷

9、源間工作的,一切不可逆循環(huán)，其熱效率必小于可逆循環(huán),證明過程：設(shè),A,為不可逆機(jī)，,B,是可逆機(jī)，令,A,正向,循環(huán)帶動(dòng),B,逆向循環(huán),若,A,B,，得出的結(jié)論違反熱力學(xué)第二定律,若,A,=,B,，得出的結(jié)論與,A,是不可逆機(jī)的假設(shè)矛盾,1,2,1,T,T,c,B,A,?,?,?,?,?,?,?,因此，,A,B,?,有關(guān)熱效率的重要結(jié)論,?,在兩個(gè)熱源間工作的一切可逆循環(huán)熱效率都相同，,與工質(zhì)性質(zhì)無關(guān)，只決定于熱源和冷源的溫度，,熱效率,?,溫度界限相同，但具有兩個(gè)以上熱源的可逆循環(huán)，,其熱效率低于卡諾循環(huán),?,不可逆循環(huán)的熱效率必定小于同樣條件下的可逆,循環(huán),1,2,1,T,T,T,t,?,

10、?,?,5-4,熵參數(shù)、熱過程方向的判據(jù),?,狀態(tài)參數(shù)熵的導(dǎo)出,?,克勞修斯積分等式,用一組可逆絕熱線將一個(gè)任意工質(zhì)進(jìn)行的任意,可逆循環(huán)分割成無窮多個(gè)微元循環(huán)，每個(gè)小循環(huán),都是微元卡諾循環(huán)，熱效率為,即,采用代數(shù)值得,對(duì)全部微元卡諾循環(huán)積分求和得,1,2,1,2,1,1,r,r,T,T,Q,Q,?,?,?,?,?,2,2,1,1,r,r,T,Q,T,Q,?,?,?,0,2,2,1,1,?,?,r,r,T,Q,T,Q,?,?,改寫為,即,或,任意工質(zhì)經(jīng)任一可逆循環(huán)，微小量,沿循環(huán),的,積分為零,?,狀態(tài)參數(shù)熵,Q,rev,為可逆過程的換熱量，,T,r,為熱源溫度，由,于過程可逆，,T,r,也等于

11、工質(zhì)溫度,T,0,1,2,2,2,2,1,1,1,?,?,?,?,?,?,?,?,B,r,A,r,T,Q,T,Q,?,?,0,1,2,2,1,?,?,?,?,?,?,?,?,B,r,rev,A,r,rev,T,Q,T,Q,?,?,0,?,?,r,rev,T,Q,?,0,?,?,T,Q,rev,?,T,Q,rev,?,T,Q,T,Q,dS,rev,r,rev,?,?,?,?,1kg,工質(zhì)的比熵變,由于,所以,故,T,q,T,q,ds,rev,r,rev,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,2,1,1,2,B,r,rev,B,r,rev,T,Q,T,Q,?,?,?,?,?,?,?,?,

12、?,?,?,?,?,2,1,2,1,2,1,2,1,T,Q,T,Q,T,Q,T,Q,rev,r,rev,B,r,rev,A,r,rev,?,?,?,?,0,?,?,dS,?,?,?,?,?,2,1,2,1,T,Q,dS,S,rev,?,?,熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,?,克勞修斯積分不等式,用一組可逆絕熱線將一個(gè)不可逆循環(huán)分割成無,窮多個(gè)微元循環(huán)，其中部分為微元卡諾循環(huán)，部,分為微元不可逆循環(huán)，不可逆循環(huán)的熱效率,故,可推得,工質(zhì)經(jīng)過任意不可逆循環(huán)，微量,沿整個(gè)循,環(huán)的積分必小于零,1,2,1,2,1,1,r,r,T,T,Q,Q,?,?,?,?,?,c,t,?,?,?,0,?,?,r,T,Q,

13、?,r,T,Q,?,?,熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,克勞修斯積分,等于零為可逆循環(huán)，小于,零,為不可逆循環(huán)，而大于零的循環(huán)則不能實(shí)現(xiàn),工質(zhì)由平衡狀態(tài),1,分別經(jīng)可逆過程,1-B-2,和不可,逆過程,1-A-2,到達(dá)平衡狀態(tài),2,，對(duì)可逆過程,1-B-2,對(duì)不可逆循環(huán),1-A-2-B-1,應(yīng)用克勞修斯積分不等,式，得,0,?,?,r,T,Q,?,?,r,T,Q,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,1,2,2,1,2,1,1,2,2,1,B,r,B,r,T,Q,T,Q,T,Q,S,S,S,?,?,?,或,故,即,用于判斷熱力過程是否可逆熱力學(xué)第二定律數(shù)學(xué),表,達(dá)式的積分

14、形式,0,1,2,2,1,?,?,?,?,?,?,?,?,B,r,A,r,T,Q,T,Q,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,2,1,1,2,A,r,B,r,T,Q,T,Q,?,?,?,?,?,?,?,2,1,1,2,A,r,T,Q,S,S,?,不,可,逆,?,?,?,2,1,1,2,r,T,Q,S,S,?,?,?,?,2,1,1,2,r,T,Q,S,S,?,任何不可逆過程的熵變大于,，極限狀況（可,逆）時(shí)相等，不可能出現(xiàn)小于,的過程,對(duì)于,1kg,工質(zhì),用于判斷微元過程是否可逆熱力學(xué)第二定律數(shù)學(xué)表,達(dá)式,，,以上各式中的,Q,表示系統(tǒng)與外界間實(shí)際微元傳熱,量，,T,r,為熱源溫度,?,2

15、,1,r,T,Q,?,?,2,1,r,T,Q,?,?,?,?,2,1,1,2,r,T,q,s,s,?,r,T,Q,dS,?,?,r,T,q,ds,?,?,?,不可逆絕熱過程分析,?,絕熱過程，無論是否可逆，均有,Q=0,代入判別式有,或,對(duì)可逆絕熱過程，有,，,，,對(duì)不可逆絕熱過程，有,，,，,可逆絕熱過程中熵不變，為定熵過程；不可逆,絕熱過程中，工質(zhì)的熵必定增大,?,閉口系絕熱膨脹過程,，,，,，,0,?,?,ad,S,0,?,ad,ds,0,?,dS,0,1,2,?,?,S,S,1,2,S,S,?,0,?,dS,1,2,S,S,?,0,1,2,?,?,S,S,s,s,s,2,2,?,s,w

16、,w,?,s,u,u,2,2,?,s,t,t,2,2,?,s,v,v,2,2,?,?,熵產(chǎn),由耗散熱產(chǎn)生的熵增量叫做熵產(chǎn)，以,S,g,表示,內(nèi)部存在不可逆耗散效應(yīng)是絕熱閉口系熵增大,的唯一原因，其熵變量等于熵產(chǎn)，即,，,熵產(chǎn)是過程不可逆程度的量度,熵產(chǎn)只可能是正值，極限情況（可逆過程）為,零,?,相對(duì)熵及熵變量計(jì)算,?,絕對(duì)熵：熱力學(xué)溫度,0K,時(shí)純物質(zhì)的熵為零，以,此為起點(diǎn)的熵稱為絕對(duì)熵,g,ad,S,dS,?,?,g,ad,S,S,?,?,?,相對(duì)熵：人為規(guī)定一個(gè)參照狀態(tài)（基準(zhǔn)點(diǎn)）下的,熵值,S,基準(zhǔn)點(diǎn),=0,（或等于某一定值），從而得出的,熵的相對(duì)值稱為相對(duì)熵,p,、,T,狀態(tài)下的比相對(duì)

17、熵為,理想氣體選擇標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的熵為零，水和水蒸,氣取三相點(diǎn)時(shí)液態(tài)水的熵為零,?,?,?,T,p,T,p,T,q,s,s,基準(zhǔn)點(diǎn),基準(zhǔn)點(diǎn),?,?,熵變量計(jì)算,計(jì)算熵變量的原則方法,若有相變過程，則,若工質(zhì)為水和水蒸氣，則,v,v,l,l,s,s,s,s,?,?,?,?,?,?,?,s,v,p,s,s,l,p,T,T,c,T,T,T,c,s,2,ln,ln,?,?,?,?,?,?,?,?,?,2,1,2,1,T,Q,S,rev,?,5-5,熵增原理,?,孤立系熵增原理,?,孤立系統(tǒng),任何一個(gè)熱力系連同與其相互作用的一切物體組成,一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)，不再與外界有任何形式的能量交換,和質(zhì)量交換，該復(fù)合系統(tǒng)為

18、孤立系統(tǒng),?,熵增原理,孤立系統(tǒng)的熵可以增大或保持不變，但不可能減少,0,?,?,iso,S,0,?,iso,dS,?,單純的傳熱過程,孤立系中有物體,A,和,B,，溫度分別為,T,A,和,T,B,T,A,T,B,，,A,放熱，,B,吸熱,若為無限小溫差傳熱，,T,A,=T,B,，則,有限溫差傳熱，熱量由高溫物體傳向低溫物體,是,不可逆過程，同溫傳熱為可逆過程,0,?,?,?,?,B,A,iso,T,Q,T,Q,dS,?,?,0,?,iso,dS,?,熱轉(zhuǎn)化為功,通過兩個(gè)溫度為,T,1,、,T,2,的恒溫?zé)嵩撮g工作的熱機(jī),實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為功,熱機(jī)進(jìn)行可逆循環(huán)時(shí)，,，,熱機(jī)進(jìn)行不可逆循環(huán)時(shí)，,，,

19、2,2,2,1,2,1,T,Q,dS,T,Q,S,S,S,S,T,T,iso,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,1,1,2,2,2,2,1,1,0,T,Q,T,Q,T,Q,T,Q,?,?,?,?,?,?,2,2,1,1,T,Q,T,Q,?,0,?,?,iso,S,2,2,1,1,T,Q,T,Q,?,0,?,?,iso,S,?,耗散功轉(zhuǎn)化為熱,由于摩擦等耗散效應(yīng)而損失的機(jī)械功稱為耗散,功,孤立系內(nèi)部存在不可逆耗散效應(yīng)時(shí)，耗散功,W,l,轉(zhuǎn)化為耗散熱,Q,g,，它由某個(gè)物體吸收，引起熵,增大，稱為熵產(chǎn),S,g,孤立系的熵增等于不可逆損失造成的熵產(chǎn),孤立系統(tǒng)內(nèi)只要有機(jī)械功不可逆地轉(zhuǎn)化為

20、熱能，,系統(tǒng)的熵必定增大,0,?,?,?,g,l,g,S,T,W,T,Q,?,?,?,0,?,?,?,g,iso,S,S,0,?,?,g,iso,S,dS,?,?,作功能力損失,耗散功轉(zhuǎn)化的熱能如果全部被一個(gè)與環(huán)境溫度,T,0,相同的物體吸收，它將不再具有作出有用功的,能力，作功能力損失以,I,表示，,dI=W,l,，因而,?,熵增原理只適用于孤立系統(tǒng)，對(duì)于非孤立系，或,者孤立系中某個(gè)物體,，它們的熵可能增大，可,能不變，也可能減小,0,T,dI,dS,iso,?,?,熵增原理的實(shí)質(zhì),?,熵增原理闡明了過程進(jìn)行的方向,實(shí)際的熱力過程總是朝著使系統(tǒng)總熵增大的方,向進(jìn)行，,?,熵增原理指出了熱過程

21、進(jìn)行的限度,孤立系統(tǒng)總熵達(dá)到最大值時(shí)過程停止進(jìn)行，系,統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)，,?,熵增原理揭示了熱過程進(jìn)行的條件,如果某一過程的進(jìn)行會(huì)使孤立系總熵減小，則,該過程不能單獨(dú)進(jìn)行，除非有熵增大的過程作為,補(bǔ)償，使孤立系總熵增大，或至少保持不變,0,?,iso,dS,0,?,iso,dS,?,熱力學(xué)第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式及適用范圍,循環(huán)過程,閉口系統(tǒng),絕熱閉口系,孤立系統(tǒng),0,?,?,r,T,Q,?,r,T,Q,dS,?,?,?,2,1,0,?,ad,dS,0,?,iso,dS,5-6,熵方程,?,閉口系（控制質(zhì)量）熵方程,?,閉口系的熱力學(xué)第二定律關(guān)系式,不可逆因素造成的熵產(chǎn),或,由熱流引起的熵變稱為熱熵流

22、，用,S,f,Q,表示,因而,控制質(zhì)量的熵變等于熵流和熵產(chǎn)之和,r,T,Q,dS,?,?,0,?,?,?,r,g,T,Q,dS,S,?,?,r,g,T,Q,S,dS,?,?,?,?,Q,f,g,S,S,dS,?,?,?,?,Q,f,g,S,S,S,2,1,?,?,?,?,?,開口系（控制體積）熵方程,?,開口系熵方程,控制體積、熱源、物質(zhì)源共同組成一個(gè)孤立系,統(tǒng),孤立系的熵變包括控制體積的熵變,dS,CV,，熱源,熵變,Q,r,/T,r,及物質(zhì)源熵變,s,e,m,e,-s,i,m,i,，孤立系,熵變等于熵產(chǎn)，則,或,i,i,e,e,r,r,CV,g,iso,m,s,m,s,T,Q,dS,S,d

23、S,?,?,?,?,?,?,?,?,?,i,i,e,e,r,CV,m,s,m,s,T,Q,dS,?,?,?,?,?,?,?,g,e,e,i,i,r,CV,S,m,s,m,s,T,Q,dS,?,?,?,?,?,?,?,?,控制體積的熵變等于熵流與熵產(chǎn)之和，熵流包括,熱熵流和質(zhì)熵流，熵流與熵產(chǎn)都是過程量,在,時(shí)間內(nèi)則有,對(duì)于穩(wěn)定流動(dòng)體系，,dS,CV,=0,，,m,i,=m,e,=m,，則,時(shí)間內(nèi)流入質(zhì)量為,m,的工質(zhì)時(shí)，則,1kg,工質(zhì)則為,對(duì)于絕熱穩(wěn)定流動(dòng)系，則有,g,e,e,i,i,r,CV,S,m,s,m,s,T,Q,S,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,

24、?,?,?,?,?,?,?,?,?,g,Q,f,i,e,s,s,m,s,s,?,?,?,?,?,?,?,?,g,Q,f,S,S,m,s,s,?,?,?,1,2,g,Q,f,s,s,s,s,?,?,?,1,2,g,s,s,s,?,?,1,2,5-7,參數(shù)的基本概念,熱量,?,能量的可轉(zhuǎn)換性、,和,?,能量有品質(zhì)的差別，功是比熱品質(zhì)更高的能量,?,環(huán)境：抽象概念，具有穩(wěn)定的,p,0,、,T,0,及確定的化,學(xué)組成，任何熱力系與其交換熱量、功量和物質(zhì)，,它都不會(huì)改變,?,：在環(huán)境條件下，能量中可轉(zhuǎn)化為有用功的,最高份額稱為該能量的,(exergy),或者：熱力系只與環(huán)境相互作用，從任意狀態(tài),可逆地變

25、化到與環(huán)境相平衡狀態(tài)時(shí)，作出的最大,有用功稱為該熱力系的,?,在環(huán)境條件下不可能轉(zhuǎn)化為有用功的那部分能量稱,為,(anergy),?,閉口系工質(zhì)可作出的最大有用功稱為閉口系工質(zhì)的,熱力學(xué)能,?,穩(wěn)流工質(zhì)可作出的最大有用功稱為穩(wěn)流工質(zhì)的焓,?,任何能量,E,都由,(E,x,),和,(A,n,),兩部分組成,E= E,x,+,A,n,?,熱量,和冷量,?,熱量,：溫度為,T,0,的環(huán)境條件下，系統(tǒng),(TT,0,),所提供的熱量中可轉(zhuǎn)化為有用功的最大值就是熱,量,，用,E,x,Q,表示,設(shè)想一系列微元卡諾機(jī)在系統(tǒng)與環(huán)境之間工作，,每一卡諾循環(huán)作出的循環(huán)凈功，即系統(tǒng)提供的熱,量,Q,中的熱量,E,x,

26、Q,為,熱量,為,Q,T,T,E,Q,x,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,0,1,Q,T,T,E,Q,A,Q,x,Q,n,?,?,?,?,0,?,?,?,Q,的熱量,為循環(huán)工質(zhì)對(duì)過程積分，即,過程可逆，則有,所以,若系統(tǒng)以恒溫,T,供熱，則熱量,和熱量,為,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,2,1,0,2,1,0,1,T,Q,T,Q,Q,T,T,E,Q,x,?,?,T,Q,dS,?,?,S,T,Q,E,Q,x,?,?,?,0,S,T,E,Q,A,Q,x,Q,n,?,?,?,?,0,S,T,Q,Q,T,T,E,Q,x,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,0,0,1,

27、S,T,T,Q,T,A,Q,n,?,?,?,0,0,?,同樣大小的熱量，供熱溫度愈高，則,S,1-2,愈小，,A,n,Q,愈小，,E,x,Q,愈大,?,熱量,是過程量，由于,TT,0,，,E,x,Q,與,Q,方向相,同，系統(tǒng)放出了熱量,Q,的同時(shí)也放出了熱量,?,冷量,：溫度低于環(huán)境溫度,T,0,的系統(tǒng),(TT,0,),，,吸入熱量,Q,0,時(shí)作出的最大有用功稱為冷量,，,用,E,x,Q0,表示,簡(jiǎn)單恒溫系統(tǒng)吸熱,，環(huán)境為熱源，系統(tǒng)為冷源，,設(shè)想一可逆卡諾機(jī)，冷量,為,Q,T,T,E,Q,x,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,0,1,0,由循環(huán)的能量守恒關(guān)系式,得,冷量,為系統(tǒng)從環(huán)境的吸

28、熱量，即,S,為系統(tǒng)吸熱時(shí)的熵變,因而,?,對(duì)于,TT,0,的變溫系統(tǒng)，可導(dǎo)出冷量,0,0,Q,E,Q,Q,x,?,?,0,0,0,0,1,0,Q,S,T,Q,T,T,E,Q,x,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,S,T,A,Q,n,?,?,0,0,0,0,0,Q,n,Q,x,A,E,Q,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,0,0,0,0,0,1,Q,Q,x,Q,T,T,E,?,?,冷量,：系統(tǒng)溫度低于環(huán)境溫度,T,0,(TT,0,),時(shí)，,從系統(tǒng),(,冷源,),獲得冷量,Q,0,，外界消耗一定量的功，,將,Q,0,連同消耗的功一起轉(zhuǎn)移到環(huán)境中去，在可,逆條件下外界消耗的最小功即為冷量,，用,E,x,Q0,表示,按逆卡諾循環(huán),或,T,T,T,W,Q,c,?,?,?,0,min,0,?,?,?,0,0,0,0,min,1,0,Q,T,T,Q,T,T,T,W,E,Q,x,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,0,0,0,Q,S,T,E,Q,x,?,?,?,?,冷量,：是為獲取冷量,Q,0,而必須傳給環(huán)境的能,量,Q,，此能量不能再轉(zhuǎn)化為,，用,A,n,Q0,表示,由熱力學(xué)第一定律,即,?,E,x,Q0,與,Q,0,方向相同，系統(tǒng)吸熱放出冷量,并,對(duì)外作功，系統(tǒng)放熱得到冷