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热源熵变和功源熵变的关系

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据热源的定义,按照非流动过程封闭系统热力学第一定律,热源的熵变写为式中,下标h表示热源。经该传热过程,高温热源的熵变为低温热源的熵变由两个热源组成的孤立系统总熵变为由于Q相同,而T1>T2,所以ΔSt>0。总而言之,在热力学中,熵变只与热量传递有关,与功无关。

热源熵变和功源熵变的关系

12.1.3.1 热源熵变

因热源(heat resource)与外界既无质量又无功交换,只有热量交换,可将它视为一封闭系统(closed system)。该系统的热容量无限大,以致在与外界环境换热时本身的温度保持恒定。在许多工程应用计算中,将所处周围的大气、海洋视为热源。从微观的角度来说,热源所具有的能量属于无序能,即物质分子进行无序热运动所具有的能量。

根据热源的定义,按照非流动过程封闭系统热力学第一定律,热源的熵变写为

式中,下标h表示热源。

由于Q相同,而T1>T2,所以ΔSt>0。可见在不可逆传热过程中,孤立系统的总熵变为正值,T1与T2相差越大,即传热的不可逆程度越大,总熵变也越大。若改变T1和T2,使它们逐渐无限接近,则传热过程逐渐趋近于可逆,即

这时,总熵变也将逐渐趋近于零,即ΔSt→0,这就是传热学中的可逆传热(reversible heat transportation)。(www.xing528.com)

12.1.3.2 功源熵变

功源是一种对某系统做功或接受某系统功的装置。它与外界既无质量亦无热量交换,只有功交换。根据稳流过程的热力学第一定律[式(11-12)]知:mi=mj=0,Q=0,则有Ws=0,因此

式(12-6)表明功源永远不可能有熵变。总而言之,在热力学中,熵变只与热量传递有关,与功无关。

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