工程热力学第1章基本概念及定义

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1、工程热力学EngineeringThermodynamics大连理工大学能源与动力学院因个人原因，第二周（9月14日和16日)的课程暂停，并顺延至第九周(11月2日和4日）完成。请各位同学相互转达。第一章基本概念及定义1.1热能与机械能相互转换的过程1.2热力系统1.3工质的热力学状态及其基本状态参数1.4平衡状态、状态方程式、坐标图1.5工质的状态变化过程1.6过程功和热量1.7热力循环1.1热能和机械能相互转换的过程一、热能动力装置（热能→机械能）定义：从燃料燃烧中获得热能并利用热能得到动力的整套设备。分类第一章基本概念及

2、定义燃气动力装置蒸汽动力装置内燃机燃气轮机喷气动力装置燃煤发电机组1.1热能和机械能相互转换的过程一、热能动力装置（热能→机械能）第一章基本概念及定义四冲程汽油机1.1热能和机械能相互转换的过程一、热能动力装置（热能→机械能）第一章基本概念及定义四冲程柴油机1.1热能和机械能相互转换的过程一、热能动力装置（热能→机械能）第一章基本概念及定义蒸汽动力装置1.1热能和机械能相互转换的过程一、热能动力装置（热能→机械能）第一章基本概念及定义简化的蒸汽动力装置朗肯循环（RankineCycle）T1T2Q1Q2W热力学原理图锅炉汽轮机

3、发电机给水泵凝汽器1234steamturbineboilerpumpcondenserelectricgenerator1.1热能和机械能相互转换的过程一、热能动力装置（热能→机械能）共同本质：都是通过媒介物的吸热→膨胀作功→排热来完成从燃料燃烧产生的热能向机械能的转化。第一章基本概念及定义1.1热能和机械能相互转换的过程二、工质定义：实现热能和机械能互相转化的媒介物质。如何选取一种合适的工质作为媒介？特点第一章基本概念及定义1、膨胀性2、流动性3、热容量4、稳定性、安全性5、对环境友好6、价廉、易大量获取物质三态中，气态是

4、最合适的。如：水蒸汽内燃机中的燃气制冷剂常用气态物质等1.1热能和机械能相互转换的过程三、热源定义：与工质进行热交换的物质系统。第一章基本概念及定义分类按温度高低按温度变化高温热源（热源）低温热源（冷源）恒温热源变温热源第一章基本概念及定义1.1热能与机械能相互转换的过程1.2热力系统1.3工质的热力学状态及其基本状态参数1.4平衡状态、状态方程式、坐标图1.5工质的状态变化过程1.6过程功和热量1.7热力循环1.2热力系统（热力系、系统）一、热力系统（热力系、系统、system）定义：人为分割出来的，作为热力学研究对象的有限

5、物质系统。外界（环境，surrounding）定义：与系统发生质量、能量交换的物体边界（boundary）定义：系统与外界的分界线（面）第一章基本概念及定义SystemBoundarySurroundings1.2热力系统（热力系、系统）一、热力系统——选择的意义热力系的确定是正确解决热力学问题的前提没有明确热力系而讨论能量转换无意义热力系选择的不同，能量转换情况也不同如何判断一个热力系统？第一章基本概念及定义是否有热量交换Q是否有功量交换W是否有质量交换qm1.2热力系统（热力系、系统）一、热力系统（热力系、系统、syste

6、m）分类——按系统与外界有无质量交换。开口系（控制体积）特点：通过边界与外界有质量交换闭口系（控制质量）特点：没有质量交换第一章基本概念及定义1.2热力系统（热力系、系统）一、热力系统（热力系、系统、system）还有常见的热力系统：绝热系特点：与外界无热量交换孤立系（控制质量）特点：与外界既无能量交换也无质量交换简单可压缩系统特点：与外界可逆功交换只有体积变化功第一章基本概念及定义AdiabaticSystemInsulationQ=01.2热力系统（热力系、系统）二、热力系边界的特点——边界是可以人为的第一章基本概念及定义

7、汽缸-活塞装置1.2热力系统（热力系、系统）二、热力系边界的特点——边界是可以人为的真实的——假想的固定的——运动的封闭的——开口的第一章基本概念及定义边界外界进口出口1.2热力系统（热力系、系统）二、热力系边界的特点——边界是可以人为的真实的——假想的固定的——运动的封闭的——开口的第一章基本概念及定义1.2热力系统（热力系、系统）三、热力系示例刚性绝热气缸-活塞系统，B侧设有电热丝第一章基本概念及定义红线内闭口绝热系黄线内（不含电热丝）闭口系黄线内（含电热丝）闭口绝热系蓝线内孤立系1.2热力系统（热力系、系统）四、总结第一

8、章基本概念及定义分类QWqm表述分析方法简单可压缩系√×体积变化功√×闭口系√×√××无质量交换控制质量法开口系√×√×√有质量交换控制体积法绝热系×√×√×无热量交换孤立系×××无任何交换1.2热力系统（热力系、系统）思考：1、闭口系与质量不变系的区别；2、孤立系与绝热系的