制冷热工基础-热力学

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1、杭州电子科技大学－精品课程制冷空调自动化( Automation of Refrigeration & Air-conditioning )杭州电子科技大学自动化学院人工环境实验室精品课制作小组2007年8月第一章制冷热工基础第一节　基本概念第二节制冷的热力学基础第三节制冷的传热学基础第一节　基本概念状态参数中比容、压力、温度是可由仪表直接测量得到的参数，称作基本状态参数。一、基本状态参数1.比容(v，m3/kg)单位质量工质所占有的体积；比容和密度之间互为倒数。2.压力(p，单位Pa)单位面积上所承受的垂直作用力；分子运动撞击在单位面积上呈现的平均作用力；

2、工程上常用的单位：兆帕(1MPa=106Pa)；巴(1bar=105Pa)；标准大气压(1atm=101325Pa)3.温度描述系统冷、热状况的状态参数标志物体内部分子无序运动的剧烈程度温度的高低通常用温标来表示常用的温标有：(1)热力学绝对温标（热力学温度或绝对温度）：开尔文在热力学第二定律的基础上，从理论上引入的与测温物质性质无关的温标。可作为标准温标，一切经验温标均可以用此温标来校正(符号为T，单位为K)。(2)摄氏温标：符号为t、单位℃。1960年国际计量会议把水的三相点定为273.16K，0.01℃。(3)热力学温标的关系t(℃)=T(K)－273

3、.15另外常用的温标还有华氏温标和朗肯温标。一个不受外界影响的系统，无论初始状态如何，经过充分长时间后，必将达到这样一种状态:——系统的宏观性质不随时间变化，即达到平衡状态。二、平衡状态参数1.定义没有外界作用的条件下，系统的宏观性质不随时间而变化的状态。2.实现条件对于一个状态可以自由变化的热力系，如果系统内以及系统与外界的一切不平衡势差均不存在，则热力系一切可见的宏观变化停止，这时热力系处于平衡状态。3.特点具有确定的状态参数。平衡状态三、热力过程、准平衡过程与可逆过程热力系由一状态向另一状态变化时所经历全部状态的总和1.定义在热力过程中，不平衡势差无限

4、小，热力学所经历的一系列状态都无限接近于平衡状态的热力过程。2.实现条件推动过程进行的势差无限小。3.特点准平衡过程可在状态参数坐标图中用连续曲线表示；准平衡过程是一种理想过程，是实际过程进行得足够缓慢的极限情况，一切实际过程只能接近于准平衡过程在工程实际设备中进行的过程常可作为准平衡过程。热力过程准平衡过程1.定义系统经历一个过程之后，如果沿原来路径逆向进行，能使系统与外界同时恢复到初始状态而不留下任何痕迹。可逆过程与准平衡过程从定义上的一个重要区别就在于过程逆行,“没有遗留下任何变化”，例如功、热、状态等变化。2.实现条件推动过程的势差无限小，而且不存在

5、任何耗散现象。无耗散效应的准平衡过程就是可逆过程。所谓耗散指固体或液体的磨擦、电阻、非弹性形变、磁滞等现象起的效应，使能量耗散了，变为热。3.特点可逆过程是热力学的抽象，实际过程无法实现，但可以无限接近它研究可逆过程的目的，在于抓主要矛盾，反映本质。把可逆过程作为实际过程中能量转化效果的比较标准;在实际热力学计算中，通常是把某一实际过程理想化为可逆过程计算，然后引入必要的经验修正。可逆过程第二节制冷的热力学基础如果两个物体分别与第三个系统处于热平衡(相互之间没有热量传递)，则彼此也必定处于热平衡。处于热平衡状态的系统温度必然具有相同的温度。一、热力学定律1.

6、热力学第零定律处于热平衡的系统必然有一个在数值上相等的热力学参数(温度)描述这一平衡特性。如果要测量A的温度，可以用已知物性与温度关系的物体B与A接触，使之达到热平衡，可由B读得A的温度。B：气体、液体、热电偶、热电阻温度计自然界中的一切物质都具有能量，能量不可能被创造，也不可能被消灭；但能量可以从一种形态转变为另一种形态，且在能量的转化过程中能量的总量保持不变。能量守恒与转换定律是自然界基本规律之一2.热力学第一定律用符号U表示，单位是焦耳（J）热力学能1kg物质的热力学能称比热力学能用符号u表示，单位是焦耳/千克（J/kg）比热力学能热力学能(1)热力学

7、能和总能热力状态的单值函数。两个独立状态参数的函数。状态参数，与路径无关。工质的总储存能内部储存能外部储存能热力学能总能动能位能工质的总储存能E－总能，Ek－动能Ep－位能E=U+Ek+Ep内部储存能和外部储存能的和，即热力学能与宏观运动动能及位能的总和若工质质量m，速度cf，重力场中高度z宏观动能:重力位能:工质的总能:比总能:力学参数cf和z只取决于工质在参考系中的速度和高度能量从一个物体传递到另一个物体有两种方式作功借作功来传递能量总和物体宏观位移有关。传热借传热来传递能量无需物体的宏观移动。(2)能量的传递和转化焓用符号H表示，单位是焦耳（J）H=U

8、+pV比焓用符号h表示，单位是焦耳/千克（J/kg）