工程热力学概念

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1、工程热力学基本概念及基本公式1．准静态过程（Quasi-staticProcess）过程中热力学系统经历的是一系列平衡状态并在每次状态变化时仅无限小地偏离平衡状态。Aquasi-staticprocessisoneinwhichthedeparturefromthermodynamicequilibriumisatmostinfinitesimal.2．外界（Surroundings）：系统之外的一切其它物质。边界（Boundary）：系统与外界之间的分界面。闭口系统（ClosedSystem）←→控制质量（ControlMass）：系统与外界之间没有物质交换

2、，但有能量交换。开口系统（OpenSystem）←→控制体积（ControlVolume）：系统与外界之间不仅有物质交换，还有能量交换。孤立系统（IsolatedSystem）：系统与外界之间既无质量交换又无能量交换。3．热力学第一定律（FirstLawofThermodynamics）：在系统两个状态之间的所有绝热过程的净功是一样的，也就是说，闭口系统在经历给定两点的绝热过程对环境所作的净功仅与系统初态和终态有关，而与绝热过程的具体路径无关。Itisfoundbyexperimentthatforalladiabaticprocessesbetweentwo

3、statesthevalueofthenetworkdonebyoronthesystemisthesame.Thatis,thevalueofthenetworkdonebyoronaclosedsystemundergoinganadiabaticprocessbetweentwogivenstatesdependssolelyontheendstatesandnotonthedetailsoftheadiabaticprocess.→4．第二定律的陈述（StatementsoftheSecondLaw）克劳修斯陈述：①热能不可能单独地从低温物体传向高温物

4、体。（Itisimpossibleforanysystemtooperateinsuchawaythatthesoleresultwouldbeanenergytransferbyheatfromacoolertoahotterbody.）②热能可以单独地从高温物体传向低温物体。③在外界作用下，热能可以从低温物体传向高温物体。开尔文-普朗克陈述：①任何系统不可能从单一热库吸收热能在经历一个热循环之后使之完全转变为功。（Itisimpossibleforanysystemtooperateinathermodynamiccycleanddeliveranetam

5、ountofworktoitssurroundingswhilereceivingenergybyheattransferfromasinglethermalreservoir.）②热力系统可以从一个热库吸热同时向另一个热库放热并在经历一个热循环之后使剩余热能完全转变为功。③外界对热力系统作功并在其经历一个热循环之后使之完全转变为热能。5．不可逆和可逆过程（IrreversibleandReversibleProcesses）不可逆过程：系统在经历了一个热力过程之后，如果系统及其环境不能精确地回复到各自的初始状态。Aprocessiscalledirrever

6、sibleifthesystemandallpartsofitssurroundingscannotbeexactlyrestoredtotheirrespectiveinitialstatesaftertheprocesshasoccurred.不可逆过程主要有：热交换过程；自由膨胀过程；燃烧过程；混合过程；粘性流动过程；非弹性变形过程；可逆过程：系统在经历了一个热力过程之后，如果系统及其环境能回复到各自的初始状态。Aprocessiscalledreversibleifthesystemandallpartsofitssurroundingscanbeex

7、actlyrestoredtotheirrespectiveinitialstatesaftertheprocesshasoccurred.①可逆过程必须是准静态过程，即必须在势差足够小、变化足够慢的条件下进行。②可逆过程中不存在任何耗散效应，如摩擦、扰动、电阻、永久变形等，这些效应必定导致无法消除的影响。6．相（phase）：化学成分和物理结构在空间分布均匀的物质。Thetermphasereferstoaquantityofmatterthatishomo-geneousthroughoutinbothchemicalcompositionandphysi

8、calstructure.7．相变（P