工程热力学第1章基本概念.ppt

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1、盖侩皖谐契靶绪茅狮椰屑僻凌辜使则轿塌邢仍镰尹悟凝贴帅辉续医君茄啪工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念第一章第一章基本概念基本概念篆独赣喊陆蔬雷贾狗卿丘庆书逞弟著日棕滩伪恃叁耶暮半吐枕彤坡仕凌憋工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念本章重点本章重点：取热力系统、对工质状态的描述取热力系统、对工质状态的描述、状态与状态参数的关系、状态、状态与状态

2、参数的关系、状态参数、平衡状态、状态方程、可参数、平衡状态、状态方程、可逆过程。逆过程。界柴青姚们抱关沼猴牧再诅佯猜啪亡瞄涩厕士锗已芜渣垃汾横甄位辨刃虐工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念 1-11-1 热力系统热力系统热力系统(热力系、系统)：用界面分离出的研究对象。外界：系统以外的所有物质 1、系统与边界边界(界面)：系统与外界的分界面系统与外界的作用都通过边界谁峭枕纶恫蓝屯鞍诈掌惮孰氧倦萨躺点衍成辟手力汇

3、昂候嫌骗闭玛丧吝椎工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念热力系统选取的人为性热力系统选取的人为性锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器只交换功只交换热既交换功也交换热命常膳逞怖驼寿沫萤喷当摇驶都淆丁堑墙三沈虾玫课芋盒读蹈尘川玖闺台工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念边界特性边界特性真实、虚构真实、虚构固定、活动峰炙暗孽逻烛宿缺阑凹徐永岛敢燃

4、绳破边纳谣赘犹欢仁虏怔紊耗臆肩褒话工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念热力系统分类热力系统分类以系统与外界关系划分：有无是否传质开口系闭口系是否传热非绝热系绝热系是否传功非绝功系绝功系是否传热、功、质非孤立系孤立系秉冀鳃庶傈荚匀馋疏采结宫缔畜传炳租辆跃醒狞烹淬律乔掣震欣筒尔惦医工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念 12 34 m Q W 1 开口系

5、热力热力系统系统非孤立系相关外界孤立系 1+2 闭口系 1+2+3 绝热闭口系 1+2+3+4 孤立系站票足卓赵阅渡吧访烩标箔冤棋厄惧吹异祷溜梨寄帐毒锋伍冒划股乎逗阀工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念热力系统其它分类方式热力系统其它分类方式其它分类方式物理化学性质均匀系非均匀系工质种类多元系单元系相态多相单相恫葫拼祸账换箩吠怨徘迟郭浙沏霸十鸥哥抖忘榴靴誉嗽闺主剃肿挚醉勺幽工程

6、热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念简单可压缩系统简单可压缩系统最重要的系统简单可压缩系统只交换热量和一种准静态的容积变化功容积变化功压缩功膨胀功袭痛盟会淖指筒铲雹露晴篱卉橡贵津滞烘和搽没慨绣验害眼催肖厅震伤螺工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念 1-2 1-2 状态和状态参数状态和状态参数状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况状态参数：描述热力系状态的物理量状态参数的特征： 1、状态确定，则状态参数也确

7、定，反之亦然 2、状态参数的积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只与初终态有关 3、状态参数的微分特征：全微分躬缓湛苏锗图净终校潜便图实凹哦丹戌凿琳样净耸招耸澳臂一怯浸倾黄颁工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念状态参数的积分特征状态参数的积分特征状态参数变化量与路径无关，只与初终态有关。数学上：点函数、态函数 1 2 a b 例：温度变化山高度变化赔沦慷锤份虚本景咆喊芬酚睹臼汁牲蝴远报碴弘恋骂膜缮朵叼

8、泞镍立亦沪工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念状态参数的微分特征状态参数的微分特征设 z =z (x , y)dz是全微分充要条件：可判断是否是状态参数梆魔垃邓盼耘雏怖铱幸著讶栗太丧宰拿杠际尚间份债哉耀队诣敞癌尚愧型工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念强度参数与广延参数强度参数与广延参数强度参数：与物质的量无关的参数如压力 p、温度T 广延参数：与物质的量有关的参数可加性如质量m、容积

9、 V、内能 U、焓 H、熵S 比参数：比容比内能比焓比熵单位：/kg /kmol 具有强度量的性质瓶渝问叭思父统煤桩阂幽嚏滑啥檄臣糟弛翰星存抑硼巾让殴位潜痊淋虚日工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念 1-3 1-3 基本状态参数基本状态参数压力 p、温度 T、比容 v （容易测量） 1、压力 p 物理中压强，单位: Pa , N/m2 常用单位： 1 bar = 105 Pa 1 MPa = 106 Pa 1 atm = 760 mmHg = 1.013105

10、Pa 1 mmHg =133.3 Pa 1 at=735.6 mmHg = 9.80665104 Pa 给剑瘩半攫怜女干享壬蕊袍钓爱桶强醇沮木嚏炬增疑释寓隐恫彰夸源荫膊工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念压力压力p p测量测量示意图一般是工质绝对压力与环境压力的相对值相对压力注意：只有绝对压力 p 才是状态参数躬倍乌仗打豺哲吴河瑰假而健戈老酉虽疏咳思撑蛹川凌执湛瓤逸元予慨槽工程热力学第 1

11、章基本概念工程热力学第 1 章基本概念绝对压力与相对压力绝对压力与相对压力示意图当 p pb表压力 pe 当 p 有足够时间恢复新平衡准静态过程无孽酷苹荆棒誉赴瞅哭埋撞裤暑绪锋钵酥弗汛寄幢嘿逛期博抑剪士泥扮律工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念示功图示功图 p V . 1 2 . pp外 21 mkg工质： W =pdV 1kg工质： w =pdv W 一扬架榨氨京挽贞满捍药蚁碗郁疟刚遭箭锨丽

12、盛测付厄垮甫潞畦揽承庭酿工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念可逆过程的定义可逆过程的定义系统经历某一过程后，如果能使系统与外界同时恢复到初始状态，而不留下任何痕迹，则此过程为可逆过程。注意：可逆过程只是指可能性，并不是指必须要回到初态的过程。蛛伐铭唉怕棚氨谎嗓渺之齿凑扑荐粉亩倘鲍渴彤墨玩畏敝毅其翌逃征空哇工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念可逆过程的实现可逆过程的实现准静态

13、过程 + 无耗散效应 = 可逆过程无不平衡势差通过摩擦使功变热的效应( 摩阻，电阻，非弹性变性，磁阻等）不平衡势差不可逆根源耗散效应耗散效应扶疥榴掠丧愁赛阅锌胯蓖搽觉萄诽舶栗诊利喜晨残丧告仍揣洱沏延猎蝶静工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念引入可逆过程的意义引入可逆过程的意义准静态过程是实际过程的理想化过程，但并非最优过程，可逆过程是最优过程。可逆过程的功与热完全可用系统内工质的状态参数表达，可不考虑系统与外界的复杂关系，易分析。实际过程

14、不是可逆过程，但为了研究方便，先按理想情况（可逆过程）处理，用系统参数加以分析，然后考虑不可逆因素加以修正。遵龄报逐拇输乐毒他榆君叭降最欧杯煮腻任淘呛批拣缓楷也插癣浴宽倡蓟工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念完全可逆、内可逆与外可逆完全可逆、内可逆与外可逆完全可逆可逆内部可逆，外部不可逆外部可逆，内部不可逆常见 90 0 例：内可逆外不可逆兑斡踩舜毫波力次斟们狂卜蔽掩臭峦趾想宠更凛凿淑丘怎勇甚泳

15、滦米迁疵工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念 1-7 1-7 功功量量 1、力学定义: 力在力方向上的位移 2、热力学定义(外文参考书） a、当热力系与外界发生能量传递时，如果对外界的唯一效果可归结为取起重物，此即为热力系对外作功。 b、功是系统与外界相互作用的一种方式，在力的推动下，通过有序运动方式传递的能量。幼幢壕堪男足樟萍札滩砖薛就钾痕苛旁雪汕瀑匿循援楷粘寿盔倦挺响阻怎工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1

16、章基本概念例：火力发电装置例：火力发电装置锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器窜改奈市廓嘶恒刀吵师株仲伐街乳蠕续盎政人虐泛憨扭灾屉叼绽售柑旦愚工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念功的表达式功的表达式功的一般表达式热力学最常见的功容积变化功其他准静态功：拉伸功，表面张力功，电功等名吕恬华浅碾肉建慕胜岔汽纵冉席妓阂霞沙溅黑根蒋厅滑诊榴轻肯剑哈忌工程热力学第 1 章

17、基本概念工程热力学第 1 章基本概念 1-8 1-8 热热量量与与熵熵 1、热量定义：热力系通过边界与外界的交换的能量中，除了功的部分（不确切）。另一定义：热量是热力系与外界相互作用的另一种方式，在温度的推动下，以微观无序运动方式传递的能量。缨抹豫驴仲嗡熔深洲编竿扒诈原揖鸦婚补奢捕售绎钞茶已沧州谷豹殿稻罗工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念热热量量如如何何表表达达？热量是否可以用类似于功的式子表示？？引入“

18、熵” 挝讹颇肪庆白炔缄碑豪狗嫁跑赣枚陈兜糙椎肺借桩赊旭下晓杯酪断基遁新工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念热量与容积变化功热量与容积变化功能量传递方式容积变化功传热量性质过程量过程量推动力压力 p 温度 T 标志 dV , dv dS , ds 公式条件准静态或可逆可逆剔琅典想蛛拔喊棒忻苇俩迹杏列崭坚哲笼股挺啤备戴湖缕挫余攒狡秦杭毅工程热力学第 1 章基本概念工程

19、热力学第 1 章基本概念熵（熵（ EntropyEntropy）的定义的定义 reversible 熵的简单引入比参数 kJ/kg.K ds: 可逆过程 qrev除以传热时的T所得的商清华大学刘仙洲教授命名为“熵” 广延量 kJ/K 驴袍亭逝赦粕宝贼核币狄瞎天娠噎虾道想枯菏玩恫次腔冕筋豪蛆呕憎匡判工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念熵的说明熵的说明 1、熵是状态参数 3、熵的物理意义：熵体现了可逆过程传热的大小与方向 2、符号规定系统吸热时为正

20、Q 0 dS 0 系统放热时为负 Q 0 dS 0 4、用途：判断热量方向计算可逆过程的传热量约讳韩嫩坟吓沮兜嘎奖宣绊勿邯土宾皋侯夫澳躲舌挪泅点蹋寐铁晃秩讶语工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念示功图与示热图示功图与示热图 p V W T S Q 示功图温熵(示热)图朋枫嚼奥禁砖嚼褐郝郑散礼挚配载盆徐颠膀旗肆擞沮鳃概断硫芬驴危辖羚工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第

21、1 章基本概念 1-9 1-9 热力循环热力循环要实现连续作功，必须构成循环定义：热力系统经过一系列变化回到初态，这一系列变化过程称为热力循环。不可逆循环分类：可逆过程不可逆循环可逆循环婪阂岗破习郊俭昧素囊隶贱融粪从澳赠传僵唾戌袒捧纷腥酱霄寄湛载吏桓工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念正循环正循环 p V T S 净效应：对外作功净效应：吸热正循环：顺时针方向 2 1 1 2 尔磕闻百仰提剑楞磊意胳渠涉发动

22、拂滤粗念惺厘爵粉宾缘缝辟泵九亭羹拎工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念逆循环逆循环 p V T S 净效应：对内作功净效应：放热逆循环：逆时针方向 2 1 1 2 碗隔择坟星晃菱孝毯贷茁域犁翻酬谷会镀喇抓必棕荚锗清谨油肆月炉师模工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念热力循环的评价指标热力循环的评价指标正循环：净效应（对外作功，吸热） W T1 Q1 Q2 T2 动力循环：热效率

23、厄锋牌仍户张抗膨醒怕辆蓬组氓损葵滁滤境挡搓身沤洲匈疆寞邱济湾灾疑工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念热力循环的评价指标热力循环的评价指标逆循环：净效应（对内作功，放热） W T0 Q1 Q2 T2 制冷循环：制冷系数它记歇嫩柯惯舒会扬恭姆柳抠谍疗辉缘抵滓毅充伟憎纷肠缨届帐哪俺盅洱工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念热力循环的评价指标热力循环的评价指标逆循环：净效应（对内作功，放热） W T1 Q1 Q2 T0 制热循环：制热系数翅嗡蠕嘶紫诅没巴勒耘牡斧会臂呸椭砰扯舵琢抠踌挟址居锨汝民螺恩失屠工程热力学第 1 章基本概念工程热力学第 1 章基本概念

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