《熱工基礎(chǔ)》課件-可逆過(guò)程

可逆過(guò)程熱工基礎(chǔ)電/廠/熱/能/動(dòng)/力/裝/置/專/業(yè)/教/學(xué)/資/源/庫(kù)可逆過(guò)程

準(zhǔn)平衡過(guò)程只研究熱力過(guò)程中系統(tǒng)內(nèi)的平衡，沒(méi)有考慮過(guò)程變化時(shí)能量的耗散，比如活塞移動(dòng)時(shí)摩擦帶來(lái)的能量損耗，要研究能量的耗散我們就需要認(rèn)識(shí)熱力過(guò)程的第二個(gè)理想化模型?！赡孢^(guò)程可逆過(guò)程的概念01可逆過(guò)程的條件02目

錄Content可逆過(guò)程的概念01電/廠/熱/能/動(dòng)/力/裝/置/專/業(yè)/教/學(xué)/資/源/庫(kù)可逆過(guò)程氣缸一活塞系統(tǒng)

一個(gè)準(zhǔn)平衡過(guò)程進(jìn)行完了以后，如果能使熱力系沿相同的路徑逆行回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，且相互作用中所涉及到的外界亦回復(fù)原態(tài)，而沒(méi)有留下任何不能消除（或稱不可復(fù)逆）的痕跡，則此過(guò)程稱為可逆過(guò)程。可逆過(guò)程12案例講解在分析準(zhǔn)平衡過(guò)程中，我們假想把重物分成無(wú)窮多的薄片，如圖所示當(dāng)活塞與氣缸壁之間不存在摩擦?xí)r，在一個(gè)一個(gè)取下薄片后，熱力系由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，現(xiàn)在我們?cè)侔驯∑粋€(gè)一個(gè)放回到活塞上，氣缸內(nèi)的工質(zhì)又會(huì)由狀態(tài)2逆行回復(fù)到狀態(tài)1，仿佛什么都沒(méi)有發(fā)生過(guò)一樣，熱力系由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2就是一個(gè)可逆過(guò)程。若活塞與氣缸壁之間存在摩擦?xí)r，則在逆行回復(fù)過(guò)程中外界就要多支付一部分能量來(lái)彌補(bǔ)活塞移動(dòng)過(guò)程中的摩擦耗能，這樣外界就留下了變化，熱力系由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2就是一個(gè)不可逆過(guò)程?？赡孢^(guò)程案例講解閉口熱力系統(tǒng)中工質(zhì)處于1狀態(tài)，現(xiàn)在熱源通過(guò)邊界輸入Q的熱量，工質(zhì)從熱源吸收Q的熱量后會(huì)膨脹做功，變化到狀態(tài)2，對(duì)外界輸出W的功，推動(dòng)飛輪運(yùn)動(dòng)，熱力系統(tǒng)發(fā)生熱力過(guò)程1-2，假設(shè)活塞和飛輪運(yùn)動(dòng)都不存在摩擦，現(xiàn)在我們把飛輪獲得的功W反過(guò)來(lái)去壓縮工質(zhì)，推動(dòng)活塞向左移動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中若工質(zhì)沿原路回到狀態(tài)1，同時(shí)壓縮過(guò)程熱力系統(tǒng)放熱，向熱源傳遞Q的熱量，這樣熱源和工質(zhì)都恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，沒(méi)有留下任何變化，這樣熱力過(guò)程1-2就是一個(gè)可逆過(guò)程。氣缸活塞飛輪熱源21pv可逆過(guò)程案例講解如果活塞和飛輪運(yùn)動(dòng)都存在摩擦，那么要使活塞移動(dòng)回狀態(tài)1，施加給飛輪的能量必須大于W，要克服活塞和飛輪往返摩擦所消耗的功，這樣外界就多支付了能量，外界就留下了變化，就是不可逆過(guò)程。氣缸活塞飛輪熱源21pv同樣若熱源和系統(tǒng)存在溫差時(shí)，在有溫差傳熱的情況下，熱量由熱源向系統(tǒng)的傳遞可以自發(fā)進(jìn)行，逆向變化時(shí)但由系統(tǒng)向熱源的放熱就要借助于制冷機(jī)的幫助來(lái)進(jìn)行，使外界（熱源）留下變化，也是一個(gè)不可逆過(guò)程?？赡孢^(guò)程案例講解可逆過(guò)程是將一切實(shí)際過(guò)程理想化后所得到的一種科學(xué)抽象概念，是進(jìn)行熱力學(xué)分析時(shí)一種重要的研究方法。對(duì)熱力系而言，準(zhǔn)平衡過(guò)程與可逆過(guò)程同可視為一系列平衡狀態(tài)所組成。因此都能在熱力狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上用一連續(xù)的曲線來(lái)描述。氣缸活塞飛輪熱源21pv當(dāng)熱力過(guò)程中存在任何一種不平衡，就會(huì)出現(xiàn)不可逆情況。例如有限壓差下使工質(zhì)膨脹或壓縮所產(chǎn)生的不可逆性或有限溫差下的傳熱所產(chǎn)生的不可逆性都會(huì)使工質(zhì)經(jīng)歷一個(gè)非準(zhǔn)平衡過(guò)程，同時(shí)當(dāng)存在任何種類的摩擦阻力時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)不可逆，帶來(lái)能量的損耗。可逆過(guò)程可逆過(guò)程有什么特點(diǎn)呢？可逆過(guò)程應(yīng)具備以下兩個(gè)特點(diǎn)：在過(guò)程進(jìn)行時(shí)，熱力系和外界恒處于平衡狀態(tài)，即隨時(shí)保持力的平衡和熱的平衡；在過(guò)程變化期間，無(wú)任何能量的不可逆損耗存在?？赡孢^(guò)程準(zhǔn)平衡過(guò)程和可逆過(guò)程是我們研究熱力過(guò)程的兩種理想模型，他們之間有什么區(qū)別呢？可逆過(guò)程不僅要求熱力系內(nèi)部是平衡的，而且熱力系與外界之間的相互作用也是可逆的，也即可逆過(guò)程必須要保持內(nèi)、外力平衡與熱平衡，且又無(wú)任何摩阻。而準(zhǔn)平衡過(guò)程只是著眼于熱力系內(nèi)部的平衡，至于外界是否有摩阻對(duì)熱力系內(nèi)部的平衡并無(wú)影響?？赡孢^(guò)程應(yīng)具備以下兩個(gè)特點(diǎn)：可逆過(guò)程準(zhǔn)平衡過(guò)程和可逆過(guò)程是我們研究熱力過(guò)程的兩種理想模型，他們之間有什么區(qū)別呢？可逆過(guò)程必然是準(zhǔn)平衡過(guò)程，而準(zhǔn)平衡過(guò)程只是可逆過(guò)程的條件之一。在熱力學(xué)研究的熱量傳遞和做功時(shí)，無(wú)摩擦做功和無(wú)溫差傳熱的準(zhǔn)平衡過(guò)程可以看做可逆過(guò)程?？赡孢^(guò)程應(yīng)具備