什么是热力过程的"熵流"和"熵产"
1
可逆过程满足这个式子
不可逆过程熵包括 熵流 和 熵产 两部分
克劳修斯引入了熵的概念来描述这种不可逆过程.
在热力学中.熵是系统的状态函数.它的物理表达式为:
S =∫dQ/T或ds = dQ/T
其中.S表示熵.Q表示热量.T表示温度.
该表达式的物理含义是:一个系统的熵等于该系统在一定过程中所吸收(或耗散)的热量除以它的绝对温度.可以证明.只要有热量从系统内的高温物体流向低温物体.系统的熵就会增加:
S =∫dQ1/T1+∫dQ2/T2
假设dQ1是高温物体的热增量.T1是其绝对温度,
dQ2是低温物体的热增量.T2是其绝对温度.
则:dQ1 = -dQ2.T1＞T2
于是上式推演为:S = |∫dQ2/T2|-|∫dQ1/T1| ＞ 0
这种熵增是一个自发的不可逆过程.而总熵变总是大于零.
孤立系统总是趋向于熵增.最终达到熵的最大状态.也就是系统的最混乱无序状态.但是.对开放系统而言.由于它可以将内部能量交换产生的熵增通过向环境释放热量的方式转移.所以开放系统有可能趋向熵减而达到有序状态.
熵增的热力学理论与几率学理论结合.产生形而上的哲学指导意义:事物的混乱程度越高.则其几率越大.
现代科学还用信息这个概念来表示系统的有序程度.信息本来是通讯理论中的一个基本概念.指的是在通讯过程中信号不确定性的消除.后来这个概念推广到一般系统.并将信息量看作一个系统有序性或组织程度的量度.如果一个系统有确定的结构.就意味着它已经包含着一定的信息.这种信息叫做结构信息.可用来表示系统的有序性,结构信息量越大.系统越有序.因此.信息意味着负熵或熵的减少.
熵与熵增原理
一.熵的导出
1865年克劳修斯依据卡诺循环和卡诺定理分析可逆循环.假设用许多定熵线分割该循环.并相应地配合上定温线.构成一系列微元卡诺循环.则有
因为.有
得到一新的状态参数
不可逆过程熵:
二.熵增原理:
意义:
可判断过程进行的方向.
熵达最大时.系统处于平衡态.
系统不可逆程度越大.熵增越大.
可作为热力学第二定律的数学表达式
4.4熵产与作功能力损失
一.建立熵方程
一般形式为:(输入熵一输出熵)+熵产=系统熵变
或熵产=(输出熵一输入熵)+系统熵变
得到:
称为熵流.其符号视热流方向而定.系统吸热为正.系统放热为负.绝热为零).
称为熵产.其符号:不可逆过程为正.可逆过程为0.
注意:熵是系统的状态参数.因此系统熵变仅取决于系统的初.终状态.与过程的性质及途径无关.然而熵流与熵产均取决于过程的特性.
热力计算的步骤是什么
状态 状态可能是平衡的,也可能是非平衡的（见热力平衡）。经典热力学研究的通常是热力平衡状态和由平衡状态所组成的过程。用于描述热力系统状态的物理量称为热力状态参数，或简称状态参数，如压力、温度和比容等。状态参数的数值仅仅取决于热力系统的状态，而与达到这种状态所经历的热力过程无关。因此，给定...
热力学第一定律的表达式
理想气体定律：pV=nRT，以下V为摩尔体积，也就是V\/n。热容之间关系：Cp=Cv+R，γ（比热比容）=Cp\/Cv。热力学第一定律：dU=dq+dw，w为外力对系统做功。∵w=-∫fdl=-∫pSdl=-∫pdV。∴dU=dq-pdV。∵q是关于T的函数，所以U可表示为T、V的函数。∴dU=CvdT+CtdV，对于理想气体而言，Ct为...
热力学第二定律怎样理解?
1.在孤立系中，能量总是从有序到无序。表明了一种能量的自发的衰减过程。用熵来描述混乱的状态。2.在热力学中具体还需要参看克劳修斯和凯尔文的解释。开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不引起其它变化。克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。3....
准平衡过程(即准静态过程)与可逆过程有什么异同?
相同之处：在无限小势差作用下，非常缓慢的进行，由无限接近平衡状态的状态组成过程。不同之处：准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程不会产生任何能量消耗。即：可逆过程是准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程是可逆过程。
热力学第二定律是谁提出的
热力学第二定律（Second Law of Thermodynamics）是热力学基本定理之一，它反映了自然界的宏观热现象具有方向性，表述为：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。热力学第二定律...
热力学第二定律是什么?
热力学第二定律(second law of thermodynamics)，热力学基本定律之一，表述如下：克劳修斯表述为：热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。开尔文表述为：不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。熵增原理：不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。在自然过程中，一个孤立系统的总...
焓是什么
焓是一个热力学概念，用于描述物质系统能量的状态，焓就是系统中所有能量的一种度量，包括分子动能、分子间势能、内能等所有形式的能量。在化学反应中，焓变是指反应前后系统焓的增量。这个增量可以理解为在反应过程中，物质系统吸收的能量与放出的能量之差。当物质系统发生化学反应时，由于物质分子的内部...
热力学第一定律是什么意思?
热力学第一定律数学表达式 △U=Q+W。△U内能的该变量 Q热量 W表示功。外界对系统做功，w为正值；系统对外界做功，w为负值。实例，压缩空气，气体的体积减小，外界对系统做正功w为正值；气体膨胀，气体的体积增大，系统对外界做正功W为负值。
热力学可逆过程是循环过程吗
是指热力学系统在状态变化时经历的一种理想过程。热力学系统由某一状态出发，经过某一过程到达另一状态后，如果存在另一过程，它能使系统和外界完全复原，即使系统回到原来状态，同时又完全消除原来过程对外界所产生的一切影响，则原来的过程称为可逆过程。循环过程：体系经过一系列的变化后，又回到原来的...
热力学第一定律的表达式是什么?
在使用这个定律时要注意三个量的符号处理：外界对系统做功，W取正值，系统对外做功W取负值，若系统的体积不变，则W=0；系统从外界吸热，Q取正值，系统对外界放热，Q取负值；系统的内能增加，ΔE取正值，系统的内能减少，ΔE取负值。在制冷技术中，可以用热力学第一定律来分析各种热力过程中热能、机械...
牟孟维宏： 定律内容:热量从高温物体流向低温物体是不可逆的.克劳修斯引入了熵的概念来描述这种不可逆过程.在热力学中.熵是系统的状态函数.它的物理表达式为:S=∫dQ/T...
回民区18723642651： 如何证明高温物体向低温物体放热是熵增过程即证明热力学第二定律两种说法是等价的. - ？
牟孟维宏：[答案] 定律内容:热量从高温物体流向低温物体是不可逆的.克劳修斯引入了熵的概念来描述这种不可逆过程.在热力学中,熵是系统的状态函数,它的物理表达式为:S =∫dQ/T或ds = dQ/T其中,S表示熵,Q表示热量,T表示温度.该表达式的物理含义是:...
回民区18723642651： 热力学定律里面熵是什么 - ？
牟孟维宏： 熵指的是体系的混乱的程度.应用在热力学中,是表征物质状态的参量之一,通常用符号S表示.在经典热力学中,可用增量定义为dS=(dQ/T),式中T为物质的热力学温度;dQ为熵增过程中加入物质的热量.
回民区18723642651： 什么叫热力过程? - ？
牟孟维宏： 工质从初态经过一系列中间状态逐步变化到终态的过程,叫工质的热力过程.
回民区18723642651： 你好,请问热力学的内能,焓和熵是什么意思啊,帮解释,举例.谢谢 - ？
牟孟维宏： 内能:U 焓:h 焓是热力学中表示物质系统能量的一个状态函数,数值上等于系统的内能U加上压强p和体积V的乘积,即H=U+pV 内能U能是物质内部分子动能和位能的总和. 温度高内能就高. 对于含,比如有些地方温度不高,但是感觉比其他地方热那是因为潮湿,焓值高.
回民区18723642651： 什么是熵?什么是焓?答案越简单易懂越好 - ？
牟孟维宏： 物理名词,用温度除热量所得的商,标志热量转化为功的程度 [entropy] 物理意义:物质微观热运动时,混乱程度的标志. 热力学中表征物质状态的参量之一,通常用符号S表示.在经典热力学中,可用增量定义为dS=(dQ/T),式中T为物质的热...
回民区18723642651： 热力化学中,焓和熵的意义各是什么,焓变与熵变的关系是什么, - ？
牟孟维宏： 焓变是一个能量值,是表示物质反应所释放的能量或吸收的能量.熵变是原子间的混乱度,当混乱度越大原子互相正碰的可能性越大反应的几率就越大.焓变和熵变同时决定物质间可以自发反应还是加条件反应或者不反应
回民区18723642651： 工程热力学 什么是焓?什么是熵? - ？
牟孟维宏： 熵就是热量除温度所得的商,标志热量转化为功的程度.是指混乱程度. 焓是一个状态函数,等于热力学能U加上外界压强P乘以体积V
回民区18723642651： 到底什么是熵? - ？
牟孟维宏： 熵是一个物理名词,用温度除热量所得的商,标志热量转化为功的程度.熵是描述热力学系统的重要态函数之一.熵的大小反映系统所处状态的稳定情况,熵的变化指明热力学过程进行的方向,熵为热力学第二定律提供了定量表述. 从微观上说,熵是组成系统的大量微观粒子无序度的量度,系统越无序、越混乱,熵就越大;系统越有序,熵就越小.
