什么是热力学定律-定义w88优德app

有四个热力学定律定义了基本物理量(温度,能量和w88优德app熵),并表征了热力学系统。优德app热能工程

热力学定律w88优德app

热力学四定律w88优德app它定义了基本物理量(温度,能量和熵)和表征热力学系统的热平衡。这被认为是物理学中最重要的定律之一。法律规定如下:

热力学第零定律:w88优德app

如果两个系统都与三分之一处于热平衡,那么它们彼此也处于热平衡。

这条定律提供了定义温度的定义和方法,温度可能是系统在处理热能转换问题时最重要的强化性质。

热力学第一定律:w88优德app

一个封闭系统的热力学能增量等于向系统提供的热量减去系统所做的功。

这条法律是能量守恒原理。这是分析大多数系统的最重要的定律,也是定量化热能是多少的定律改变了到其他形式的能量。因此,第一种永动机是不可能的。

热力学第二定律:w88优德app

任何孤立系统的熵都不会减小。在自然热力学过程中,相互作用的热力学系统的熵之和增加。

这条法律表明不可逆性自然过程可逆过程都是一种有用而方便的理论虚构,但在自然界并不存在。根据这一定律,我们不可能制造出一种循环运转的设备,它的唯一作用就是把热量从较冷的物体传递到较热的物体。因此,第二种永动机是不可能的。

热力学第三定律:w88优德app

当温度接近绝对零度时,系统的熵趋于恒定。

根据经验证据,该法律规定纯结晶物质的浓度为零绝对零度无论过程多么理想化,都不可能在有限的步骤内将系统的温度降至绝对零度。这使我们可以定义物体热能的零点。

流行版本的热力学定律w88优德app

0.你必须遵守游戏规则。

1.你赢不了;(你只能做到收支平衡。)

2.你只能在绝对零度时不赔不赚。

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流行版本的法律
关于热力学第一、第二和第三定律的结论的流行版本:w88优德app

0.你必须遵守游戏规则。

1.你不可能赢。(热力学第一定律的推论)w88优德app

2.你不可能做到收支平衡。(热力学第二定律的推论)w88优德app

3.你甚至不能退出游戏。(热力学第三定律的推论)w88优德app

它有时被说成是一般的格言,而不具体涉及热力学定律。w88优德app

另一个变体:

1.你赢不了;(你只能做到收支平衡。)

2.你只能在绝对零度时不赔不赚。

3.你无法达到绝对零度。

热力学中的功和热w88优德app

在热力学热量w88优德app

zeroth-law-of-w88优德appthermodynamics-heat

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内部能量指物体内所有分子的总能量,是能量的多少流动从一个物体自发地到另一个物体由于它们的温差。是能量的一种形式,但确实是吗能源在运输途中。热不是系统的属性。然而,能量的传递作为热发生在分子水平作为一个结果温差

考虑一个的金属块在高温下,原子围绕它们的平均位置剧烈振荡。在低温下,原子继续振荡,但是低强度。如果一块热的金属块与一块冷的金属块接触,热块边缘剧烈振荡的原子将其动能释放给冷块边缘较少振荡的原子。在这种情况下有能量转移在这两个街区和热量流动通过这种随机振动从热的区域到冷的区域。

一般来说,当两个物体被带入热接触,热量会流他们之间直到他们来到平衡彼此。当一个温差存在自发流动的热吗从温暖的系统到寒冷的系统。w88优德备用网址 微博传热发生在传导或通过热辐射。当热量停止流动,据说他们在同样的温度。然后他们就被说成是在热平衡

和功一样,传递的热量w88优德备用网址 微博取决于路径而不仅仅是方程组的初始条件和最终条件。实际上有很多种方法让气体从状态i到状态f。

同样,和工作一样,区分热量一个系统从它的环境和热了从一个系统到它周围的环境。Q是正的,所以如果热量离开系统,Q是负的。因为方程中的W是系统做的功,那么如果对系统做了功,W是负的,E是int将会增加。

符号有时是用来表示向系统中添加或移除的热量每单位质量。它等于增加或减少的总热量Q除以质量m。

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工作-热力学w88优德app
pΔV功等于在压力-体积图上绘制的过程曲线下的面积。

在热力w88优德app学中,工作一个系统传递给它周围环境的能量。动能,势能和内能都是能量的形式,它们是系统的特性。功是能量的一种形式,但它是能源在运输途中。一个系统不包含任何功,功是一个由系统完成或在系统上完成的过程。一般来说,对于机械系统,功的定义是一个力通过一段距离作用于物体上的作用。

W = f。d

地点:

W =工作(J)

F =力(N)

D =位移(m)

热机和热效率

热机实例
朗肯循环严密地描述了在大多数火电厂中常见的蒸汽热机的过程。

能源在人类社会的发展中一直扮演着非常重要的角色。能源一般被定义为可能做的工作或生产。有时它就像是执行工作的“货币”。宇宙最奇妙的特性之一就是能量可以从一种类型转化为另一种类型从一个对象转移到另一个对象

一般来说,它是容易生产的热能通过工作,例如通过任何摩擦过程。但从热能中得到功更重要的是困难。它与熵的概念。例如,电力是特别有用的,因为它已经非常低熵(是高度有序的),可以转化为其他形式的能量非常有效地

有时,机械能直接可用,例如风力发电和水力发电。但是我们大部分的能量来自于燃烧化石燃料(煤、石油和天然气)核反应。目前,化石燃料仍是世界主要能源。但是化石燃料的燃烧产生了只有热能,因此这些能源被称为“主要能源”,必须被转换二次能源,所谓的能源公司(电能等等)。把热能转化为另一种形式的能量a热机必须使用。

一般来说,热机是一种将化学能转化为热能或热能,然后再转化为机械能或电能的装置。许多热引擎以循环的方式运行,在循环的一部分以热的形式增加能量,并利用这些能量在循环的另一部分做有用的功。

例如,as在所有常规中都是典型的火力发电厂热量被用来产生蒸汽驱动一个汽轮机与发电的发电机相连的蒸汽发生器、汽轮机、凝汽器和给水泵组成热机的效率限制热力学第二定律w88优德app。在现代核电站总的热力学效率是三分之一(33%)3000年MWth裂变反应产生的热能是必需的1000兆瓦电力。

参见:热引擎

热效率

我们定义的热效率,ηth的比值工作是这样,W,输入在高温下,QH

热效率公式- 1

热效率,ηth,表示的分数,H,转换为工作。它是一个无量纲的性能测量热机,使用热能,如蒸汽轮机,内燃机,或冰箱。对于制冷泵或热泵来说,热效率表明了功所增加的能量转换为净热量输出的程度。因为它是无量纲数,我们必须总是表示W, QH,问C用同样的单位。

因为能量是守恒的热力学第一定律w88优德app能量不能完全转化为功,输入的热量QH等于对系统做的功W,加上系统散发的热量废热问C到环境中。因此我们可以将热效率公式改写为:

热效率公式- 2

为了得到以百分数表示的效率,我们将之前的公式乘以100。注意,ηth只有当废热QC将是零。

一般来说,即使是效率最好的热引擎相当低。简而言之,确实如此非常困难的转换热能机械能。热效率通常是低于50%而且经常是在很远的地方。当你将它与风能或水力发电(风力涡轮机不是热机)的效率进行比较时,要小心,热能和机械能之间没有能量转换。

参见:卡诺原理

参见:热效率

引用:
核与反应堆物理学:
  1. J. R. Lamarsh,核反应堆理论导论,第二版,Addison-Wesley,雷丁,MA(1983)。
  2. J. R. Lamarsh, A. J. Baratta,核工程导论,3d版,prentices - hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1。
  3. 《核反应堆物理》,北京:清华大学出版社,2001年。
  4. Glasstone Sesonske。核反应堆工程:反应堆系统工程,施普林格;第4版,1994,ISBN: 978-0412985317
  5. W.S.C.威廉姆斯。核子与粒子物理。克拉伦登出版社;1版,1991,ISBN: 978-0198520467
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先进反应堆物理:

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  2. 《核反应堆动力学概论》,美国核学会,1985,ISBN: 0-894-48029-4。
  3. 李国强,核反应堆动力学,中国核科学研究院,1993,ISBN: 0-894-48453-2。
  4. 刘文杰,刘文杰,刘文杰。中子输运计算方法[j] .物理学报,1993,59(4):449 - 452。

参见:

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