热工基础 第4章 工程热力学绪论和基本概念

《热工基础 第4章 工程热力学绪论和基本概念》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2013/4/13研究对象、内容和方法研究对象：热能有效利用及热能与其它形式能量（机械工程热力学能）相互转换规律和方法。基本内容：1）基本概念和能量转换基本定律；绪论2）工质的基本性质和热力过程；3）工程应用；方法：1）宏观方法；(宏观热力学或经典热力学)2）微观方法；(微观热力学或统计热力学)工程热力学与人生心态主要章节望子成龙—对于不同的热力循环，我们都希望实现能量转换与利用。1绪论万事如意—可逆循环，实际上虽然不能实现，却是最求的目标。完美无缺—尽量减少不可逆因素的影响，使热力过程无限接近

2、2能量转换的基本概念可逆过程。3热力学第一定律白马王子，孔雀公主—卡诺循环热效率，最高的理想标准。4理想气体的性质和热力过程获得成功—研发不同的热力循环，实现能量的转换与利用。最小付出，最大回报—逆向卡诺循环，以最小的能耗，获得最大的效益。主要章节5热力学第二定律6实际气体、水蒸汽的性质第4章能量转换的基本概念7理想气体和实际气体的流动8热力学应用12013/4/13目录本章重点和难点∑1.1热力系统本章重点：∑1.2状态和状态参数∑热力系统的分类和特点；平衡状态；状态参数的特点和∑1.3平衡状

3、态、参数坐标图分类；广延量和强度量；常见的参数坐标图；热力学第∑1.4准静态过程、可逆过程零定律；可逆过程、热力过程和热力循环；过程量功与∑1.5功与热量热量的特点。∑1.6热力循环本章难点：∑平衡状态；可逆过程；广延量、强度量、功和热量。1.1热力系统1.1热力系统一、系统的定义（system）热力系统选取的人为性热力系统(热力系、系统)：人为地把研究对象从周围物体中分过热器汽轮机割出来，这种人为划定的一定范围内的研究对象称为热力系统。锅只交换功外界：热力系以外、与系统发生质量、能量交换的周围

4、物质系炉发电机既交换功统统称外界。边界：热力系与外界的分界面（线）。凝也交换热汽ł边界可以是实在的，也可以是假想器只交换热的；可以是固定的，也可以是移动的。给水泵1.1热力系统1.1热力系统边界特性二、热力系统分类以系统与外界关系划分：固定、活动真实、虚构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22013/4/131.1热力系统1.1热力系统热力系统其它分类方式均匀系物理化学性质非均匀系单元系其它分类方式工质种类ł以空间为系统，进、出ł以

5、气缸内气体为系统，多元系口边界均为假想边界，系活塞表面上的边界是移动单相统与外界有物质交换边界，系统与外界没有物相态质交换多相1.1热力系统1.1热力系统三、工质最重要的系统⇒简单可压缩系统∑定义：用来实现能量相互转换的媒介物质。——只交换热量和一种准静态的容积变化功原则上：气、液、固三态物质都可作为工质。容积变化功热力学中的工质：气（汽）态物质及涉及气态物质理想气体压缩功、膨胀功相变的液体。实际气体气体蒸气1.2状态和状态参数1.2状态和状态参数一、状态和状态参数状态参数的积分特征：状态参数的

6、变化量与路径无关，只与初终状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观物理状况。态有关。222例：温度变化、山的高度变化状态参数：描述热力系状态的物理量。∫∫∫dz=dz=dz=z2−z1a11,ab1,1状态参数的特征：∴dz=02∫b1、状态确定，则状态参数也确定，反之亦然可判断是否状态参数的微分特征：设z=z(x,y)，dz是全微分。2、状态参数的积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只是状态参数与初终态有关。⎛⎞∂∂zz⎛⎞充要条件∂∂22zzdz=+⎜⎟dx⎜⎟dy=3、状态参数的微分特征：全微分

7、⎝⎠∂∂xyy⎝⎠x∂∂xyyx∂∂32013/4/131.2状态和状态参数1.2状态和状态参数二、状态参数的分类基本状态参数：压力p、温度T、比容v。按是否直接或按与所含强度参数：与物质的量无关的参数。如压力p、温度T。容易测量分非基本状态参数：内能U、焓H、熵S。工质的量是否有关广延参数：与物质的量有关的参数⎯可加性三、基本状态参数—压力p、温度T、比容v（容易测量）如质量m、容积V、内能U、焓H、熵S。1、压力p：物理中压强，单位:Pa,N/m2比参数：VUHS常用单位：1kPa=103P

8、a1bar=105Pav=u=h=s=1MPa=106Pammmm比容比内能比焓比熵1atm=760mmHg=1.013×105Pa1mmHg=133.3Pa单位：/kg/kmol具有强度参数的性质1at=1kgf/cm2=9.80665×104Pa1.2状态和状态参数1.2状态和状态参数压力p测量、相对压力、绝对压力其它压力测量方法一般是工质绝对压力与环境压力的相对值——相对压力。高精度测量：活塞式压力计工业或一般科研测量：压力传感器环境压力（压力表所处环境）和大气压力注意：环境压力一般为大气