工程热力学中关于熵的一个问题

题目

工程热力学中关于熵的一个问题
初终态是平衡态的不可逆过程,熵变量大于不可逆过程中工质与热源交换的热量与热源温度比值的积分这句话怎么理解?对于两个平衡状态,S是状态函数,只跟状态有关,△S是定值,不可逆过程功耗散变为热量,换热量Q增大,怎么可能比△S小呢?

答案

这句话其实就是克劳修斯不等式的文字表述：△S > ∫dQ/T (不可逆过程取大于号；若是绝热过程Q=0,△S > 0 就是熵增加原理).
为什么在不可逆过程中功耗散变为热量,换热量Q增大,上式却取大于号呢?这是因为,相比初终态相同的可逆过程来说,不可逆过程的放热量Q的绝对值大,而规定放热过程的Q取负值,故有上述结论.
容易验证,如果原过程在可逆情况下是吸热的,则不可逆过程功耗散为热量会导致吸热量减少,甚至成为负值,上述结论仍然正确.