Kelvin&Plank总结这一教训来表述热力学第二定律不可能造成这样一种机器,这种机器能够循环不断地工作,它仅仅从单一热源吸热变为功而没有任何其它变化。上述这种机器称为第二类永动机热力学第二定律的经典叙述可简化为:“第二类永动机是不可能造成的。Clausius的表述为不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。1
强调说明:1.所第二类永动机,它是符合能量守恒原理的,即从第一定律的角度看,它是存在的,它的不存在是失败教训的总结2.关于“不能从单一热源吸热变为功,而没有任何其它变化”这句话必须完整理解,否则就不符合事实例如理想气体定温膨胀AU-0.0=-W,就是从环境中吸热全部变为功,但体积变大了,压力变小了。3.“第二类永动机不可能造成”可用来判断过程的方向热力学第二定律的提出是起源于热功转化的研究,导找相应的热力学函数需从进一步分析热功转化入手(热机效率)1
S2.3卡诺循环和卡诺定理CarnotCycleand Carnot Theorem热机:在T,T两热源之间工作,将热转化为功的机器如蒸汽机、内燃机。高温热源(燃烧产物)①水在锅炉中从高温热源取得热Q2量,气化产生高温高压蒸气②蒸气在气缸中绝热胀推动活塞作功,温度和压力同时下降③蒸气在冷凝器中放出热量给低温热源,并冷凝为水。(冷却介质)低温热源④水经泵加压,重新打入锅炉蒸汽机原理图8
n(热机效率)=一W/Q高温热源工吸热02热机+做出功W放热Q低温热源T9
卡诺热机:理想热机卡诺热机工作介质为理想气体,在T,T两热源之间工作,经过一个由四个可逆过程组成的循环过程星一卡诺循环。A一→B:定温可逆膨胀,吸热Q2;A(P1,V)B一>C:绝热可逆膨胀TB(P2,V)C→D:定温可逆压缩,放热Q1;D→>A:绝热可逆压缩:DK(P4,V)T,C(p3,Vs)n(卡诺热机)=一W总/QV10