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熵方程与孤立系统熵增原理


稳流开系:
δm1 δm2 δm dSCV 0
s1 s2 δm δSf δSg 0
s2 s1 sf sg
sf 0 s2 s1 sg 0
? SCV 0 矛盾
s2 s1 0
二、孤立系统熵增原理
由熵方程
S
siδmi s jδmj Sf Sg
因为是孤立系
δmi 0 δmj 0
δQl Tr,l
δSg
dS
S
(si mi s j m j ) Sf ,l Sg
熵方程核心:
熵可随热量和质量迁移而转移;可在不可逆过程中自 发产生。由于一切实际过程不可逆,所以熵在能量转移 过程中自发产生(熵产),因此熵是不守恒的,熵产是 熵方程的核心。
闭口系熵方程:
S
可逆取 “=”
dSiso δSg 0 不可逆取“>”
δQl 0
Sf 0
孤立系统熵增原理:
孤立系内一切过程均使孤立系统熵增加,其极限—一切过程 均可逆时系统熵保持不变。
孤立系统熵增原理ΔSiso=Sg ≥ 0,可作为第二定律 的又一数学表达式,而且是更基本的一种表达式;
熵流,熵产外,还应有质量迁移引起的质熵流,所以 熵方程应为:
流入系统熵-流出系统熵+熵产=系统熵增
其中
流入 流出
热迁移 造成的 热 熵流
质迁移
Hale Waihona Puke 质δmi siδW
δm j s j
Ql Trl
流入
δmi si
δQl Tr ,l
熵产
δSg
流出
δmj sj
熵增 dS
δmisi
δm j s j
(siδmi s jδm j ) Sf ,l Sg
闭口系:
δmi 0 δmj 0 s sf sg
闭口绝热系:
q 0 s sg 0
可逆“=” 不可逆“>”
S
(siδmi s jδm j ) Sf ,l Sg
稳定流动开口系熵方程(仅考虑一股流出,一股流进)
绝热稳流开系:
熵方程与孤立系统熵增原理
一、熵方程
1. 熵流和熵产
熵流:系统与外界换热造成系统熵的变化。
sf
2 δq 1 Tr
(热)熵流正负号的规定
系统从外界吸热规定为“+” 系统向外界放热规定为“–”
sg—熵产,非负
不可逆 “+” 系统进行不可逆过程 可逆 “0” 造成系统熵的增加
例: 若TA>TB,不可逆
2. 熵方程 考虑系统与外界发生质量交换,系统熵变除(热)
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