开尔文表述则为:不可能从单一热源取热使之全部变为功而不产生其它影响。按照开尔文说法,遵循热力学第二定律的热力发动机其原则性工作系统应有如图4A所示的情况。假设克劳修斯说法可以违背,热量Q2可以自发地不付代价地从地温物体传至高温物体,则应有如图4B所示的情况。在这种情况下,对于所示的热机系统当热机完成一个循环时,实际上低温热源既不得到什么,也不失去什么,就如同不存在一样,而高温热源实际上只是放出了热量(Q1时,热力发动机则将该热量全部转变为功而不产生其它影响,即热力学第二定律的开尔文说法不成立。 工程热力学复习思考题解答Ⅰ 11
有什么不妥当?
答:热力学第二定律的正确表述应是:热不可能全部变为功而不产生其它影响。所给说法中略去了“其它影响”的条件,因而是不妥当、不正确的。
2. 自发过程是不可逆过程,非自发过程必为可逆过程,这一说法是否正确?
答:此说法不正确。自发过程具有方向性,因而必定是不可逆的;非自发过程是在一定补充条件下发生和进行的过程,虽然从理论上说来也许可以做到可逆,但事实上实际过程都不可逆,因为不可逆因素总是避免不了的。 3. 请给“不可逆过程”一个恰当的定义。热力过程中有哪几种不可逆因素?
答:所谓不可逆过程是指那种系统完成逆向变化回复到原先状态后,与其发生过相互作用的外界不能一一回复到原来状态,结果在外界遗留下了某种变化的过程。恢复的变化的过程。
典型的不可逆因素有:机械摩擦、有限温差从一相溶入另一相的过程等。
4. 试证明热力学第二定律各种说法的等效性:若克劳修斯说法不成立,则开尔文说法也不成立。 证:热力学第二定律的克劳修斯表述是:热不可能自发地、不付代价地从高温物体传至低温物体。开尔文表述则为:不可能从单一热源取热使之全部变为功而不产生其它影响。按照开尔文说法,遵循热力学第二定律的热力发动机其原则性工作系统应有如图4A所示的情况。假设克劳修斯说法可以违背,热量Q2可以自发地不付代价地从地温物体传至高温物体,则应有如图4B所示的情
况。在这种情况下,对于所示的热机系统当热机完成一个循环时,实际上低温热源既不得到什么,也不失去什么,就如同不存在一样,而高温热源实际上只是放出了热量(Q1它影响,即热力学第二定律的开尔文说法不成立。 5. 下述说法是否有错误:
⑴ 循环净功Wnet愈大则循环热效率愈高; ⑵ 不可逆循环的热效率一定⑶ 可逆循环的热效率都相等,
?tQ2),同
简单地讲,不可逆过程就是那种客观上会造成某种不可
?t?WnetQ1下的传热、电阻、自发的化学反应、扩散、混合、物质
Q2),同时,热力发动机则将该热量全部转变为功而不产生其
?1?T2T1小于可逆循环的热效率;
答:⑴说法不对。循环热效率的基本定义为: 循环的热效率除与循环净功有关外,尚与循环吸热量Q1的大小有关;
⑵说法不对。根据卡诺定理,只是在“工作于同样温度的高温热源和同样温度的低温热源间”的条 件下才能肯定不可逆循环的热效率一定小于可逆循环,离开了这一条件结论就不正确;
⑶说法也不正确。根据卡诺定理也应当是在“工作于同样温度的高温热源和同样温度的低温热源间”的条件下才能肯定所有可逆循环的热效率都相等,
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