第五章熱力學第二定律

第五章熱力學第二定律

5.1 第二定律介紹 圖 5-1 在冷的房間內，一杯熱咖啡不會變熱。

5.1 第二定律介紹 圖 5-2 將熱傳至電阻絲不會產生電。

5.1 第二定律介紹 圖 5-3 將熱傳至輪葉不會使它旋轉。

5.1 第二定律介紹 圖 5-4 過程發生在特定方向且反向不可行。

5.1 第二定律介紹 過程第一定律第二定律圖 5-5 過程必須同時滿足熱力學第一及第二定律。

5.2 熱能儲器 圖 5-6 具有相當大的熱質量物體可視為熱能儲器。

5.2 熱能儲器 圖 5-7 熱源以熱的方式是提供能量，熱槽吸收熱量。

5.3 熱機 圖 5-8 功經常可直接且完全轉換為熱，但反向則不行。

5.3 熱機 圖 5-9 部分的熱由熱機轉為功，其餘排放至低溫槽。

5.3 熱機 圖 5-10 蒸汽動力廠示意圖。

5.3 熱機 圖 5-11 熱機消耗部分輸出的功以維持連續運轉。

5.3 熱機 圖 5-12 某些熱機表現比其他熱機好（將更多熱轉換為功）。

5.3 熱機 圖 5-13 性能的定義非僅限於熱力學。

5.3 熱機 圖5-14 熱機示意圖。

5.3 熱機 圖 5-15 即使是最有效率的熱機，幾乎將所接受的一半熱，以廢熱方式排放。

5.3 熱機 圖 5-16 熱機為完成整個循環，必須排放部分熱至低溫槽。

5.3 熱機 圖 5-17 範例5-1 之示意圖。

5.3 熱機 圖 5-18 範例 5-2 之示意圖。

5.3 熱機 圖 5-19 違反 Kelvin-Planck 第二定律解說的熱機。

5.4 能量轉換效率 圖 5-20 傳統及高效率電熱及瓦斯熱水器典型效率值。

5.4 能量轉換效率 圖 5-21 汽油熱值的定義。

5.4 能量轉換效率 15 W 60 W 圖 5-22 15 W 的緊湊式熒光燈與60 W 的白熾燈一樣亮。

5.4 能量轉換效率 圖 5-23 烹調器具的效率是供給器具的能量其中傳遞至食物的比率。

5.4 能量轉換效率 圖 5-24 範例 5-3 所討論之示意圖：效率 73%之電熱單元與38%之瓦斯爐具。

5.5 冷凍機及熱泵 圖 5-25 冷凍系統的基本元件及典型的操作條件。

5.5 冷凍機及熱泵 圖 5-26 冷凍機的目的是將 QL熱量從冷的空間移走。

5.5 冷凍機及熱泵 圖 5-27 熱泵的目的在提供 QH 的熱進入較暖和的空間。

5.5 冷凍機及熱泵 圖 5-28 提供給熱泵的功是用於吸收室外的能量至溫暖的室內。

5.5 冷凍機及熱泵 圖 5-29 當反裝空調將作為熱泵。

5.5 冷凍機及熱泵 圖 5-30 範例5-4 示意圖。

5.5 冷凍機及熱泵 圖 5-31 範例 5-5 示意圖。

5.5 冷凍機及熱泵 圖 5-32 違反熱力學第二定律的冷凍機。

5.5 冷凍機及熱泵 (a) 在效率100%熱機驅動的冷凍機 (b) 等效冷凍機圖 5-33 證明違反 Kelvin-Planck 解說導致違反Clausius 解說。

5.6 永動機器 圖 5-34 違反熱力學第一定律的永動機器 (PMM1)。

5.6 永動機器 圖 5-35 違反熱力學第二定律的永動機器 (PMM2)。

5.7 可逆及不可逆過程 圖 5-36 兩個類似的可逆過程。

5.7 可逆及不可逆過程 圖 5-37 可逆過程傳送最多功損耗最少功。

5.7 可逆及不可逆過程 圖 5-38 摩擦使過程不可逆。

5.7 可逆及不可逆過程 圖 5-39 不可逆壓縮及膨脹過程。

5.7 可逆及不可逆過程 • 圖5-40 • 經由溫度差的熱傳是 • 不可逆； • (b)反向過程是不可能。

5.7 可逆及不可逆過程 圖 5-41 可逆過程包括內及外的可逆性。

5.7 可逆及不可逆過程 圖 5-42 全部及內部可逆熱傳過程。

5.8 卡諾循環 圖 5-43 封閉系統下進行卡諾循環。

5.8 卡諾循環 圖 5-44 卡諾循環之P-v 圖。

5.8 卡諾循環 圖 5-45 可逆未諾循環 P-v圖。

5.9 卡諾原理 圖 5-46 卡諾原理。

5.9 卡諾原理 (b) 等效組合系統 • 工作在相同儲器間的可逆及不可逆熱機(此可逆熱機，反向運轉時，視為冷凍機) 圖 5-47 證明卡諾第一原理。

5.10 熱力學溫標 圖 5-48 在相同儲器間所有可逆熱機的工作有相同的熱效率(第二卡諾原理) 。

5.10 熱力學溫標 圖 5-49 熱機的安排用於發展熱力學溫標。

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