热力学第二定律及其工程应用分析

内容概要和学习方法

热力学第一定律指出，各种不同形式的能量可以相互传递与转换；在传递转换的过程中，能量在总量上是守恒的。那么问题来了，各种不同形式的能量是否都可以无条件地相互转换呢？答案并非如此。例如，功可以全部转换成热量，但热量却不能无条件地全部转换成功。又如，热量只能从高温物体传给低温物体，而不能自动地从低温物体传给高温物体。这些例子说明：功与热量、高温热量与低温热量之间都不能无方向性地相互转换。因此，能量除了有数量的多寡之外，还有质量（或品质）的高低。功与热量、高温热量与低温热量即使在数量上相等，但在品质上都不同，因此不能无方向性地相互转换。无数的经验和事实告诉我们：在使用过程中，虽然能量的数量是守恒的，但其质量却是下降的。能量在使用过程中不断地贬值、降级变废是目前能源危机的真正原因。为此，如何防止能量的无偿降级，仅仅用热力学第一定律还不能解释能量消耗的真正原因，也不能解决能量消耗的真正部位，必须结合热力学第二定律来研究和解决现实中的节能问题。(www.xing528.com)

本章主要在前述通用衡算方程的基础上，导出表征热力学第二定律的定量关系式，即熵衡算方程和有效能衡算方程。重点介绍可逆过程、完全可逆过程、理想功、损耗功、有效能以及效率因子的基本概念和计算方法；学会采用熵衡算、有效能衡算的基本方法对热力过程、化工单元操作过程进行分析与评价；最后通过引入“”的概念，对需要移走确定量的热量过程进行分析和优化，为今后学习非平衡态热力学提供一定的理论基础。