热力学第四章3

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,热量的,Ex,与,An,1,、,恒温热源,T,下的,Q,Ex,Q,:,Q,中最大可能转换为功的部分,T,S,T,0,Ex,Q,An,Q,卡,诺循环的功,T,热量的,Ex,与,An,2,、,变温热源,下的,Q,T,S,T,0,Ex,Q,An,Q,微元卡诺循环的功,热量的,Ex,与,An,的,说明,1,、,Q,中最大可能转换为功的部分，就是,Ex,Q,T,S,T,0,Ex,Q,An,Q,2,、,Ex,Q,=,Q,-,T,0,S,=,f,(,Q,T,T,0,),Ex,损失,3,、,单热源热机不能作功,T,=,T,0,Ex,Q,=0,4,、,Q,一定，不同,T,传热,Ex,损失，作功能力损失,Q,T,0,一定，,T,Ex,Q,T,一定，,Q,Ex,Q,冷量的,Ex,与,An,T,T,0,的冷量,Q,2,有没有,Ex,卡,诺循环的功,T,0,T,T,0,Q,1,W,max,Q,2,冷量的,Ex,与,An,的说明,实际上，只要系统状态与环境的状态有差别，,就有可能对外作功，就有,Ex,T,S,T,0,T,Ex,Q2,Q,2,冷量,Ex,可理解为,:,T,放热量,不满足热一律,例,2,0.8kg,从,65,降低到,15,放热量,0.2kg,从,65,提高到,95,吸热量,吸热量,放热量,符合热一律,多余热量放给环境,环境吸热量,例,2,0.2kg,95,0.8kg,65,Q,1,15,Q,2,Q,0,0.2kg,从,65,提高到,95,0.8kg,从,65,降低到,15,环境吸热,热二律,取孤立系,黑箱方法,0.2kg,65,例,2,热二律,取孤立系,黑箱方法,0.2kg,95,65,0.8kg,65,15,15,环境吸热,可能,例,2,有,人声称已设计成功一种热工设备,不消耗外功,可将,65,的热水中的,20%,提高到,95,而其余,80%,的,65,的热水则降到环境温度,15,分析是否可能,?,若能实现,则,65,热水变成,95,水的极限比率为多少,?,已知水的比热容为,4.1868kJ/kg.K,解：热一律,热平衡,设有,1kg,65,的热水,m,kg,从,65,提高到,95,吸热,(1-,m,)kg,从,65,降低到,15,放热,例,2,热二律,取孤立系,黑箱方法,m,kg,95,65,(1-,m,)kg,65,15,15,环境吸热,解得,冷热管,例,2,Ex,解法,0.8kg,从,65,降低到,15,放出,Ex,0.2kg,从,65,提高到,95,需,Ex,65,95,15,65,15,放出,Ex,需,Ex,可能,S,T,S,T,Ex,1,Ex,2,例,2,Ex,解法,65,95,15,65,15,S,T,S,T,Ex,1,Ex,2,(1-,m,)kg,从,65,降低到,15,放出,Ex,m,kg,从,65,提高到,95,需,Ex,放出,Ex,=,需,Ex,解得,m,例,3,有三个热容,(cm),相同的刚性物体组成一个系统，其温度分别为,T,A,=300K,T,B,=350K,T,C,=400K,若要使其中一个物体温度升高，另外两个物体达到相同温度，问该物体能上升的,最高温度,？并说明使三个物体中任何一个物体温度上升，其最高温度相同。,解：设,C,上升最高温度为,T,max,A,和,B,温度下降到,T,热一律，热平衡,例,3,热一律,热平衡,热,二律,取孤立系,例,3,热一律,热,二律,例,4,空气流经某些可逆过程后分成两股,如下图,设在这些过程中,可以与空气流进行热量交换的,热源只有一个,。试确定这些过程中空气流与热源之间的净传热量,Q,net,以及与外界之间传递的净功量,W,net,。,为了实现上述方案，具体过程应该怎样安排？,m,1,=4kg/s,p,1,=2atm,T,1,=500K,m,2,=3kg/s,p,2,=2atm,T,2,=800K,p,3,=4atm,T,3,=400K,T,Q,net,W,net,例,4,解：质量守恒,p,1,=2atm,T,1,=500K,m,2,=3kg/s,p,2,=2atm,T,2,=800K,p,3,=4atm,T,3,=400K,m,1,=4kg/s,热一律,热平衡,m,3,=1kg/s,T,Q,net,W,net,例,4,p,1,=2atm,T,1,=500K,m,2,=3kg/s,p,2,=2atm,T,2,=800K,p,3,=4atm,T,3,=400K,m,1,=4kg/s,热,二律,取孤立系,m,3,=1kg/s,T,Q,net,W,net,例,4,p,1,=2atm,T,1,=500K,m,2,=3kg/s,p,2,=2atm,T,2,=800K,p,3,=4atm,T,3,=400K,m,1,=4kg/s,热,二律,m,3,=1kg/s,T,Q,net,W,net,热一律,随热源温度,T,不同，无穷多解,例,4,空气流经某些可逆过程后分成两股,如下图,设在这些过程中,可以与空气流进行热量交换的,热源只有一个,。试确定这些过程中空气流与热源之间的净传热量,Q,net,以及与外界之间传递的净功量,W,net,。,为了实现上述方案，具体过程应该怎样安排？,m,1,=4kg/s,p,1,=2atm,T,1,=500K,m,2,=3kg/s,p,2,=2atm,T,2,=800K,p,3,=4atm,T,3,=400K,T,Q,net,W,net,