热力学第一定律在充气过程求解中的应用

运用热力学第一定律求解各种充气过程。根据被充气容器是否刚性,将容器分为刚性容器、柔性容器和弹性容器;根据被充气容器是否绝热,将充气过程分为绝热或等温充气等过程。通过对充气过程典型题型的分析,深入研究了各种充气过程的求解方法。对于工程热力学的课程教学和工程应用具有一定的参考价值。     

化学工程热力学讲座 第二讲 热力学第二定律

<正> 一、热力学第二定律的概述热力学的任务是讨论能量传递的。热力学定律是描述这些传递所占有的界限的。热力学第一定律叙述了过程的普遍能量守恒原则,但是热力学第一定律没有指明能量传递的方向,而传递方向是很重要的。为了使热力学这门科学的基础完善,有必要对能量的传递方向作一明确的表达,这就形成     

PBL教学法在热力学第二定律教学中的尝试

我们以基础化学中的两个常见例子——水的电离以及难溶盐的解离作为问题,进行了PBL教学法在物理化学课堂中的尝试,探讨了由此引申出的热力学基本概念如自发过程的方向和限度、化学平衡常数、标准态、化学平衡等问题。这对学生正确理解热力学第二定律、状态函数的概念、自发过程方向的判据以及可逆反应的定义具有很好的启发意义。     

热力学第二定律教学法探讨

热力学第二定律一章在基础物理化学教学中历来是一个重点同时也是一个难点。其重要性在于它是整个热力学的基础。其难点则主要集中在:(1)公式多;(2)从具有高度概括性的文字叙述推导出各种判据。其中的难点又集中在熵函数及熵判据的引出。 导出熵及熵判据的方法较多。其中选用卡诺法的物理化学教材为数最多。它是通过热机与热温商的概念,经推理引进熵函数并从卡诺定理导出克劳修斯不等式。由于这种方法所用的数学方法比较简单且逻辑思维性强。所以国内近期出版的物理化学教材基本上都选用此法,而国外的教     

热力学第二定律与方向性判据

物理化学是一门学习难度较大的基础课程。由于目前的物理化学教材对自发过程和热力学的一些概念存在理解不同,更加增加了这门课程的教学和学习的难度。本文针对物理化学教材和课程教学中出现的一些问题,对热力学第二定律、可逆过程、方向性判据和热寂论等概念分别进行了讨论,同时尝试提出自发过程的数学定义,以解决现仅有语言定义的不足。     

热力学分析在节能中的应用

能源危机是当前的世界性问题。为了解决这一问题,世界各国一方面大力开发新的能源,如核能、太阳能、地热等的利用,另一方面采取各种措施节约能源和合理用能。在评价生产过程的能量利用时,人们习惯     

各种煤的热力学第二定律分析

0 前言不可回收的能源耗尽及其高成本迫使工程师们再考虑如何合理有效地利用能源这一问题。通常的第一定律分析,尽管必要,但不能给出能源系统各组成的极限和潜力的完整结构。因此,这可能会导致不恰当的设备设计及匹配。第二定律分析可决定希望能源装置或工艺所作的最大功,例如由于电能几乎可完全转化成机械功,因此它的质量比热能高。能源装置和工艺的第二定律分析不是新兴的,可追溯到上一世纪。但是,直到最近,人     

热力学第二定律数学式的导出

目前一般教材中在介绍热力学第二定律时,通常是先从大量的事实归纳出Clausius说法,Kelvin说法,进而证明Carnot定律,再推广到任意循环过程,从而导出熵函数和第二定律的数学表达式。这种传统的方法虽然符合历史上热力学的发展进程,但叙述冗长,耗了较多学时仍形象不清。因此一些文献介绍了其它方法,如Caratheodry方法、公理化推导法等。但这些方法需要较多的数学手段,显得更为抽象,使初学者更难理解,所以在普通教材中也不宜采用。本文介绍一种方法,简明易懂,化时较少。它直接从熵函数的物理意义入手,假设一个热库作为参考系用来标定熵变,即可得到热力学第二定律的数学式。     

热力学第二定律数学式的引出

在讲授热力学时如何引出第二定律的数学式是个值得探讨的问题。从原则上讲,第二定律的数学式只是对第二定律的一种描述,它并不是从别的东西推导出来的。如何引出就如何介绍,是个教学方法问题。所以在教学中用那一种方法来引出第二定律的数学式都是可以的,不必有一个统一的模式,教师应该根据不同专业、不同教育对象确定教学方法,以学生易学易懂为好。     

Exergy：热力学第二定律的实践者

大多数研读热力学的学生都对熵抽象的观念感到痛苦。尤其甚者,他们对热力学第二定律的陈述及如何应用都觉得困惑。这篇短文借着Smith等人著名热力学教科书上的范例阐述有效能量（Exergy）的观念,并进而彰显热力学第二定律的意涵。     

热力学第一定律、第二定律的能量概念及延展

本文作者在《物理化学》教学工作中，通过此文的方法，为学过或正在学习热力学第一定律、第二定律的人们，提供一条简洁的理解途径。     

热力学第二定律中熵的图示讲解

化学热力学是物理化学中重要的组成部分，其中热力学第一、二定律是构成热力学的基础，所以深入的了解、深刻的体会、正确的应用这两个定律显得尤为重要。热力学第二定律是整个热力学的难点，通过利用图解学生能很直观地把握热力学第二定律的精髓，它是热力学第二定律的形象化描述。在复习讲解热力学第二定律时，画出如下的示意图，可根据图示说明如下的几点：     

热力学第二定律给人类健康的启示

从热力学第二定律的开尔文说法出发,阐述了热力学第二定律的生物学意义,进一步阐明了热力学第二定律对人类健康的启示。     

EHD强化换热能耗的热力学第二定律分析

引言 EHD(electrohydrodynamics)强化换热是一种主动强化传热方式,它必须消耗一定的电能,利用电场、流场和温度场的相互作用,才能达到强化传热的目的.从传热强化的效果来看,以往的研究,主要是用强化系数这一指标进行评判,实验结果表明[1],EHD强化换热效果显著,例如,对单相对流传热,传热系数最大可增加100倍[2].同时,很多实验结果也表明,相对于传热量,电功耗可以忽略不计[3～7].由于认为EHD电功耗很小,功耗问题的深入理论分析,尚未引起学者们的特别关注[1].作者依据热力学第二定律,提出了一个EHD强化换热能耗评价的方法,为EHD强化换热的经济性判别,提供了理论依据.     

基于热力学第二定律的热交换器性能比较分析

针对热交换器换热过程,引入熵产单元数定量描述其不可逆程度,并建立熵平衡方程,利用Maple软件对比分析了两类熵产单元数与传热特性参数的关系。结果表明,传热效率、传热单元数、热容流量比、预热温度比、热端温度比是表征换热过程不可逆程度的主要参数,为基于热力学第二定律的热交换器的性能评价提供了理论依据,对节能工作具有重要参考价值。     

理想化方法在热力学发展过程中的应用

热力学,是迄今为止被公认为发展比较完善,最富有成就的学科之一,其基本结论,已经广泛渗透于自然科学,甚至社会科学的各个领域之中。回顾热力学的发展过程可以清楚地看到:热力学在其过去的研究成就中,突出地运用了理想化的研究方法。纵观其他自然学科,理想化方法也发挥了巨大作用,而且正在不断创造出新的成就。所以,深刻认识和掌握这种科学方法,对于我们认识和改造客观世界,具有重要的意义。     

基于热力学第二定律的ORC蒸气发生器性能优化

为了更深入地研究低温余热驱动ORC系统的设计与优化,建立了有机朗肯循环蒸气发生器主要热力性能计算模型,基于热力学第二定律,以蒸气发生器单位换热面积工质?升作为性能优化目标函数,选取了R245fa作为循环工质,在给定烟气进口温度以及保证循环工质在蒸气发生器出口为饱和蒸气条件下,对不同工况下的工质质量流速进行优化,并分析了在一系列换热管管径下,烟气入口温度、工质入口压力、管外对流传热系数、单根换热管烟气质量流量对目标函数及工质最优质量流速的影响。结果表明:工质入口压力与管外对流传热系数对最优工质质量流速影响显著,随着工质入口压力与管外对流传热系数的增大,最优工质质量流速增大,对应的换热管径减小;而烟气入口温度、单根换热管烟气质量流量对最优工质质量流速影响甚微。     

关于“热力学第二定律”教学的一点体会

文章针对学生普遍反映的热力学第二定律难学的问题,介绍了作者多年积累的一些教学体会。文章指出：在教学热力学第二定律过程中,教师一定要做到教学思路清晰;将整个教学过程分个几个有内在联系的教学单元,第一单元都要向学生介绍清楚相关科学前辈是怎样提出问题、如何分析问题和解决问题的;当介绍到问题转折处,一定要提醒学生注意;重点介绍热力学第二定律及相关状态函数熵的物理意义,让学生树立起能量是分等级的这一重要观念;最后,让学生掌握用热力学第二定律判断宏观过程方向和限度的方法。     

基于热力学第二定律的ORC蒸气发生器性能优化

为了更深入地研究低温余热驱动ORC系统的设计与优化,建立了有机朗肯循环蒸气发生器主要热力性能计算模型,基于热力学第二定律,以蒸气发生器单位换热面积工质?升作为性能优化目标函数,选取了R245fa作为循环工质,在给定烟气进口温度以及保证循环工质在蒸气发生器出口为饱和蒸气条件下,对不同工况下的工质质量流速进行优化,并分析了在一系列换热管管径下,烟气入口温度、工质入口压力、管外对流传热系数、单根换热管烟气质量流量对目标函数及工质最优质量流速的影响。结果表明：工质入口压力与管外对流传热系数对最优工质质量流速影响显著,随着工质入口压力与管外对流传热系数的增大,最优工质质量流速增大,对应的换热管径减小;而烟气入口温度、单根换热管烟气质量流量对最优工质质量流速影响甚微。     

以创新的理念搞好热力学第二定律及其工程应用的教学

热力学第二定律是化工热力学核心教学内容之一,是工业装置用能标定和评价的基础,因此如何在本科热力学教学中说清热力学第二定律,掌握其工程应用方法显得尤为重要.作者根据多年的实际教学经验,从熵的基本概念、定性与定量表达方法出发,引申出熵产、理想功、损失功和有效能等基本热力学量,并将其应用于评价实际化工单元过程和装置组合.