基本概念及定义

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1、第一章基本概念及定义1-1热力学系统Thermodynamicsystem热力学系统（热力系统、热力系、系统）—人为划分出的，含有一定物质的特定区域。—Adefinitequantityofmattermostoftencontainedwithinsomeclosedsurface.外界—系统之外与能量转换过程有关的一切其他物质。边界—分割系统与外界的界面。在边界上可以判断系统与外界间所传递的能量和质量的形式和数量。边界可以是实际的、假想的、固定的，或活动的。Chapter1BasicConceptsandDefinitions1第一章基本概念及

2、定义系统的分类：闭口系统：与外界无质量交换（控制质量）。开口系统：与外界有质量交换（控制容积）。绝热系统：与外界无热量交换。孤立系统：与外界既无能量（功量、热量）交换，又无质量交换的系统。＊热源：具有无限热量储存能力的假想热力系统，其作用只是与其他系统交换热量，交换的结果其温度不发生任何变化。高温热源：向其他系统供热的热源（热源）；低温热源：吸收其他系统放出热量的热源（热汇，冷源）。系统的选取，取决于分析问题的需要及分析方法上的方便。2第一章基本概念及定义1-2热力学系统的状态及基本状态参数热力学状态—热力学系统所处的宏观状况。状态参数—描述系统热

3、力学状态的宏观物理量。基本状态参数—可以直接测量得到的状态参数（p、v、T）。导出状态参数—由基本状态参数计算得到的状态参数（u、h、s等）。状态参数仅决定于状态，即对应某确定的状态，就有一组状态参数。反之，一组确定的状态参数就可以确定一个状态。其数值仅决定于状态，而与达到该状态的途径无关。因此，状态参数的变化可表示为（以压力p为例）：相应地，状态参数的微增量具有全微分的性质，即3第一章基本概念及定义一、比体积v二、压力（压强）p三、温度T绝对温度，摄氏温度t℃＝T－273.15K绝对压力：气体的真实压力相对压力（表压力、真空度）：压力计显示的压力

4、基本状态参数：4第一章基本概念及定义1-3平衡状态和状态参数坐标图平衡状态—在没有外界影响的条件下，热力系统的宏观状况不随时间变化的状态。平衡条件：热平衡(例)力平衡(例)化学平衡状态公理：对于组成一定的闭系而言，可用n+1个独立的状态参数来限定它，这里，n是与系统有关的准静功个数，1是考虑了系统与外界的热交换。简单可压缩系统，n＝1，所以用两个状态参数就可以确定一个状态。5第一章基本概念及定义1-4状态方程式状态方程式：三个基本状态参数（p、v、T）之间的函数关系：F(p，v，T)＝0显函数形式：T＝f1(p，v)，p＝f2(v，T)，v＝f3(

5、p，T)理想气体状态方程式（克拉贝龙方程）：对1mol理想气体pVm＝RTR—摩尔气体常数，R＝8.314510J/(mol·K)对1kg理想气体pv＝RgTRg＝R/M—气体常数，M—摩尔质量。nmol理想气体pV＝RT，mkg理想气体pV＝RgT理想气体—相互之间没有作用力的质点组成的可压流体。6第一章基本概念及定义1-5热力过程和准静态过程热力过程—热力学状态连续变化的历程。非准静态过程—系统经历一系列不平衡状态的过程。准静态过程—系统经历一系列无限接近平衡状态的过程。准静态过程进行的条件：推动过程的作用无限小。7第一章基本概念及定义实际过程

6、是否可以作为准静态过程来处理？这取决于所谓弛豫时间。弛豫时间—气体的平衡状态被破坏后恢复平衡所需的时间。大部分实际过程可以近似地当做准静态过程。因为气体分子热运动的平均速度可达每秒数百米以上，气体压力传播的速度也达每秒数百米，因而在一般工程设备具有的有限空间中，气体的平衡状态被破坏后恢复平衡所需的时间，即所谓弛豫时间非常短。例如，内燃机的活塞运动速度仅每秒十余米，与其中的气体分子热运动的平均速度相比相差一个数量级，因此，当机器工作时气体工质内部能及时地不断建立平衡状态，而工质的变化过程很接近准静态过程8第一章基本概念及定义1-6准静态过程的功力学中

7、功的定义：W＝Fx热力学中对功的定义：热力过程中，热力系统与边界间，越过边界而传递的能量，若其全部作用效果可表现为使物体改变宏观运动的状态，则这种传递的能量称为功。可见：功是过程量；功是传递的能量（瞬时量）。直接由系统容积变化与外界间发生作用而传递的功称为容积变化功（膨胀功或压缩功）。对于由气缸和活塞所包围的热力系统，进行一个微元过程中，如活塞所受推力为F,位移为dx,则系统对外界作的膨胀功为：δW=Fdx9第一章基本概念及定义对准静态过程，F=pA,所以，δW=Fdx当系统由状态1到状态2进行一个准静态过程时，系统对外界所作的功可表示为：单位质量

8、气体以及功在p-v图上的表示：功的符号：系统对外作功为正；外界对系统作功为负。10第一章基本概念及定义1-7热量热量—热力