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Chapter 3Entropy : An Additional
Balance Equation
張基昇
2 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
熱力學第二定律陳述 證明唯一效應,由低溫熱槽向高溫熱槽傳熱是不可能的
作總系統能量平衡 熱傳送量相等
作總系統之熵平衡 熵 gen 項小於 0違反熱力學第二定律
3 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
熱力學第二定律陳述 證明唯一效應,由熱槽吸熱完全做功是不可能的
作總系統能量平衡 熱傳送量與作功量相等
作總系統之熵平衡 熱傳送量為正值 熵 gen 項小於 0 違反熱力學第二定律
4 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
計算程序之熵產生量 兩個溫度不相等的流束混流
作質量平衡 作能量平衡 文獻中查取各個流束焓的性質
計算混合流束的溫度
5 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
作熵的平衡 文獻中查取各個流束熵的性質
計算系統的熵產生量
重新計算範例 2.5-1判別程序的可逆與不可逆性
等焓程序 作能量平衡估算出口之狀態條件
6 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
作熵的平衡 文獻中查取各個流束的熵性質
計算程序的熵產生量 判斷程序
重新計算範例 2.5-4以完整求取描述程序行為
繪製流程圖
7 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
作質量平衡 作能量平衡 作熵的平衡
由程序的設定可逆程序
推導一個溫度計算的方程式
系統分析的自由度將為0
求解系統的功
8 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
重新計算 2.5-5範例 繪製流程圖 – 設定條件 可逆程序
作質量平衡 作能量平衡 作熵的平衡
整理可得等熵程序
絕熱可逆程序的系統溫度與壓力關係方程式
9 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
重新計算 2.5-5範例 繪製流程圖 設定操作條件 可寫出的方程式有 7 個
機械能平衡 質量平衡 槽 1 莫耳數計算 槽 2 莫耳數計算 槽 1 狀態方程式 槽 2 狀態方程式 能量平衡
七個方程式;但有八個變數
10 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
運用熵的平衡式 系統溫度與壓力關係方程式
八個變數有八個方程式 系統自由度為 0
由方程式之關係與計算邏輯思考;須採用試誤法做解析計算
起始假設壓力的條件 由文獻中查曲熱物性數據作計算
11 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
由計算結果吻合度作判斷,以決定是否重新計算。
12 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
重新計算 2.5-6 範例 證明熵為狀態函數 由 A、 B、 C 三種程序作計算判別
程序 A 的計算
13 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
程序 B 的計算
程序 C 的計算
範例 3.5-5 證明ㄧ個密閉且孤立的系統在平衡時熵趨於極小值
14 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
極小值的標度 一次微分式為 0 由作圖法判定 應用平衡方程式
質量平衡 能量平衡 熵的平衡
平衡時壓力相等 作 P1 與 P2 關係圖
作熵變化值與壓力關係圖
由數值計算結果做判定
15 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
範例 3.5-6 判定一個程序是否自發進行
繪製程序構想圖 設定操作條件 運用平衡方程式作系統之數學模式的解析推導
16 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
由系統的熵的產生量之計算結果做判定
範例 3.5-7 工程問題解析計算
問題解析 繪製流程圖 標示各個狀態條件 系統操作條件設定 問
功的產生量
17 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
質量平衡 能量平衡
查取熱力性質數據
推導功的計算式 熵的設定條件式
熵平衡
操作狀態條件求取
作可以產生功的量的計算
18 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
範例 3.5-8 由程序熵產生量的應用來證明其為可逆程序或可逆程序
範例 2.5-7 的 d 程序的計算
能量平衡 熵平衡
推演得到熵產生量的計算式
19 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
範例 2.5-7 的a、 b、 c 程序的計算
熵平衡
推演得到熵產生量的計算式
20 Chapter 3Entropy : An
Additional Balance Equation
劇情如何發展?敬請期待!
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