工程熱力學的焓和熵有具體明確的定義么？

01-01

熱力學，焓，熵

謝邀。

聽老婆大人的話，要從專業和通俗兩個方面來解釋才有意義。

1.專業：

想要理解焓（工程熱力學裡寫成H），必須知道它是怎麼來的。舉一個簡單的例子，為了一切從簡，直接列出穩定流動能量方程式： $q=Delta u+frac{1}{2}Delta C_{f}^{2} +gDelta z+Delta left( pv ight) +W_{i}$

粗略地說，就是系統總能量的增量=帶進系統的總能量-帶出系統的總能量。

等號左邊是系統吸收的總能量，等號右邊5項依次是1工質內能的加，2工質動能增量，3工質勢能增量，4維持工質流動的流動功，5工質推動熱力設備做功。

事實上，只有等號右邊235項之和（統稱為技術功），是實際技術上可正常利用的。

重點來了：那麼剩下的1和4項怎麼辦？

在工程熱力學中，總會碰到1和4之和這種情況，通過理論推導（這個涉及到高等工程熱力學，暫不交代了）發現他倆具有一定的物理意義。於是出現了一個新的狀態參數：h.即 $h=u+pv$ 。這就是焓的由來，其實也是焓的定義。

當1kg工質流入熱力系統時，不但內部熱力學能發生了變化，同時還把從外部獲得的推動功pv帶進了系統，因此系統中因引進1kg工質而獲得的總能量是熱力學能與推動功pv之和。熱力設備中的工質在流動時，工質的能量變化並不等於熱力學能而等於焓。所以工程中焓的應用更加廣泛。

2.通俗：

Generally speaking，焓就是人為定義的一個狀態參數。如果它的存在有那麼點意義的話。。。就是為了計算方便而設定的，但是事實上焓、熵包括火積，都是客觀上不存在的。啥雞毛意義都是後來主觀賦予的，記住就它ok了。

以上我是的愚見。敲這點字太累了。我還在忙著寫論文，等我休息休息在幫你解答熵。抱歉。

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以上是分割線。

很抱歉時隔半年才來解答熵這個問題。因為我現在一直在做流體方向的研究（為毛大家都問工熱而沒人問我流體呢？不過問我流體我也不一定會，現在惡補CFD呢），工熱已經很久沒接觸了，很多內容都忘了叫不準了，並且一直有點忙，各種因素綜合下來，居然拖了這麼久，非常抱歉。

言歸正題。

1.專業：從上面可以看出，h的得出是由能量守恆的原理推導出來的——換句話說，h與熱力學第一定律密切相關。那麼接下來要說的熵，更是與熱力學第二定律緊密聯繫在一起了。

說熵之前呢，交代一下簡單背景：熱力學第二定律的偉大之處，在於指明了熱過程的方向性（不要小看方向性這個詞，它的引申含義非常豐富，比如說直接表明了第二類永動機的不可實現以及熱機的熱效率問題等，咳，扯遠了）。對於熱力學第二定律有三種比較有名（也是一般學工熱應該掌握的）的表述方式：1.喀喇氏（Caratheodory）表述。2.開爾文表述。3.克勞修斯表述。咱們說的熵（熵也有很多推導方法），其實就是克勞修斯首先提出的。由於時間和篇幅限制，這裡簡略說一下應用卡諾定理及克勞修斯法如何推導處熵：根據卡諾定理，在相同溫度的高溫熱源和相同溫度的低溫熱源之間工作的一切可逆循環，其熱效率都相等，與可逆循環的種類無關，與採用哪種工質也無關。（原諒我偷懶，在度娘上找了一個圖大致對付一下，大家對付著理解就行了，可以自己搜搜度娘，卡諾定理的推導過程我就不交代了）

$1-frac{delta Q_{2} }{delta Q_{1}} =1-frac{ T_{2} }{ T_{1}}Rightarrow frac{delta Q_{1} }{ T_{1}}=frac{delta Q_{2} }{ T_{1}}$

移項，改用絕對值， $frac{delta Q_{1} }{ T_{1}}+frac{delta Q_{2} }{ T_{1}}=0$ （如果計算，就必須用代數值，加入正負號。別問我為啥用絕對值，往下看！）

由於是用卡諾循環推導，所以無數個微元卡諾循環之和可表示為：

$int_{1-a-2} frac{delta Q_{rev} }{T} +int_{2-b-1} frac{delta Q_{rev} }{T}=0Rightarrow oint frac{delta Q_{rev} }{T}=0$ ......（1）（接著上面的括弧，這回知道為什麼要用絕對值了么？？？這回知道為什麼方向性那麼重要了么？？？）