第五章 热力学第二定律:本章介绍了热力学第二定律的实质及表述,热力学第二定律的各种形式的数学表达式,给出过程能否实现的数学判据。热力学第第二定律是工程热力学的核心内容,阐明了能量不但有“数量”的多少,而且有“质”的高低。5.1热力学第二定律的表述:讲述克劳修斯和开尔文对热力学第二定律的表述,分析他们的等效性。
5.2卡诺循环:通过实例讲述卡诺循环的过程,并表示在p-v图 T-s图上,强调该过程的理想化特性。 通过卡诺循环的特性,分析循环中各个过程的特性,结合一般循环热效率计算公式,推导卡诺循环热效率,强调卡诺循环热效率的极限、与工质无关的特性。
5.3逆向卡诺循环:以制冷和制热为例,讲解逆向卡诺循环,推导卡诺制冷系数、卡诺制热效率的表达式,并对其进行分析。
5.4概括性卡诺循环和多热源的可逆循环:介绍了概括性卡诺循环的循环过程以及热效率的计算,给出了提高热效率的途径—回热,回热在实际工程经常采用,现代大功率的汽轮机毫无例外地采用回热循环。 分析了多热源可逆循环的特点和热效率,其热效率小于相同温限范围内卡诺循环的热效率,原因是平均吸热温度低于吸热的最高温度,平均放热温度高于放热的最低温度。
5.5卡诺定理:介绍了卡诺定理一及定理二,并用数学表示式表示出了卡诺定理。
5.6克劳修斯积分关系式:基于卡诺定理推论一推导克劳修斯等式,强调表达式中符号意义,表示式的应用。 基于卡诺定理推论二推导克劳修斯不等式,强调表达式中符号意义。综合克劳修斯等式和不等式,强调不等号、等号的条件,强调应用。
5.7孤立系统熵增原理:引出孤立系统的概念,基于克劳修斯不等式,推导孤立系统熵增原理,解释说明孤立系统熵增意义,强调应用。
5.8㶲参数的基本概念:本小节从能量的可转换性评价能量的品质,引入了火用和火无的概念及意义。
5.9热量㶲的计算:本小节分析讨论了恒温热源和变温热源两种情况的热量火用计算,从做功能力的角度看,不同温度的物体传出的热有品位高低。
5.10能量贬值原理:能量贬值就是火用损或火无增,其本质即不可逆因素程度的度量,等同于孤立系的熵增,反映了热力学第二定律的实质。
[多选题]非自发过程的特点是(    )。
需要外界的帮助作为补充条件才能发生
其余选项都错

不能发生的过程
不能独立地自动进行
答案:不能独立地自动进行需要外界的帮助作为补充条件才能发生
[单选题]热力学第二定律的说法很多,下列几种说法中,哪种说法是错误的?
不可能从单一热源吸热做功而无其它任何变化
热不能自动从低温传向高温
第二类永动机是不存在的
热不可能全部转化为功[单选题]当低温热源的温度趋近于0K时,卡诺热机的热效率(    )。 
趋于零
变为负值
趋于无限大 
趋近于1 [单选题]某科学家设想利用海水的温差发电。设海洋表面的温度为20℃,在500m深处海水的温度为5℃。如果采用卡诺循环,其热效率是(   )。
94.9%
25% 
75% 
5.1% [判断题]卡诺循环的热效率只能小于1,绝不可能等于1,更不可能大于1。

[判断题]逆向卡诺循环时,高温热源与低温热源的温差越小,性能系数越大,热经济性越好。

[判断题]不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率。

[判断题]在相同热源和在相同冷源之间的一切热机,无论采用什么工质,他们的热效率均相等。

[判断题]工质经历一可逆循环,其∮dS=0,而经历一不可逆循环,其∮dS>0。

[判断题]任意工质经任一可逆循环,微小量δQrev/T沿循环的积分为零。

[判断题]不可逆过程的熵变无法计算。

[判断题]系统的熵变只取决于系统的初、终态,它可正可负。

[判断题]系统的熵流和熵产不只取决于系统的初、终态,与过程有关。

[判断题]热熵流取决于系统与外界的换热情况,系统吸热为正、放热为负、绝热为零。熵产是非负的,任何可逆过程中均为零,不可逆过程中永远大于零。

[判断题]系统与外界传递任何形式的可逆功时,都不会因此而引起系统熵的变化,也不会引起外界熵的变化。

[判断题]数量上相同的能量,“质”却不一定相同。

[判断题]热量从高温物体传向低温物体,必然造成做功能力的损失,即能量贬值或降级。

[判断题]只要过程不可逆,就会发生能量的降级。不可逆程度越严重,做功能力降低得越多,火用损失越大。

[判断题]压力不同或不同物质的流体相互混合,以及流体流动过程中的节流,都是不可逆过程,都有机械能的损失。

[判断题]自然界的过程都是朝着熵增的方向进行的,因此熵减小的过程不可能实现。

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