热力学第二定律的量化表述及其应用例

摘要

本文尝试对热力学第二定律进行定量表述,通过能量在转移过程中有效能量变化的计算,当消耗的有效能变为无效能时,则用于描述不可逆过程;当有效能与功等量交换时,则用于描述可逆过程,并给出了多过程系统的第二定律计算式;介绍了有效能函数与热力学的四个能函数U、H、F、G的关系及其微分关系;给出了传热、摩擦、节流、冷热液体混合、气体混合、相变等7种典型的不可逆过程的有效能变化计算式,算例表明,一切不可逆过程孤立系的有效能都减少,无效能增加.用有效能消耗量与输运热量的比值定义的有效能消耗系数,可以定量表征传热过程的不可逆程度,更发现了在传热温差相同而传热绝对温度不同时的有效能损失不同的规律,而 “熵产”的量纲与能量量纲不一致,不能表征不可逆过程的不可逆度.