基本概念及定义刘英光

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1、第一章基本概念及定义BasicConceptsandDefinition1-1热能和机械能相互转换过程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1-5工质的状态变化过程1-6功和热量1-7热力循环1§1-1热能和机械能相互转换的过程热能动力装置：从燃料燃烧中得到热能，并利用热能得到动力的设备。热能动力装置分为两大类：燃气动力装置（内燃机、燃气轮机）蒸汽动力装置（蒸汽轮机）热能机械能化学能2燃气动力装置：内燃机（汽油机）工作物质：燃气燃气热能机械能燃料化学能排入大气燃烧、膨胀排气吸气压缩工作过程：能量转换：3蒸汽动力装置：汽轮机4不同

2、点：构造和工作特性不同。相同点：存在某一种媒介物质以获得能量；（如内燃机中混合气，蒸汽机中的水）存在能提供热能的能量源；余下的热能排向环境介质。结论：各种形式的热机都存在以下几个相同的热力过程：吸热、膨胀作功和排热。两种热机比较5名词定义：工质：实现热能和机械能相互转化的媒介物质。热源（高温热源）：工质从中吸取热能的物系。冷源（低温热源）：接受工质排出热能的物系。6工质从高温热源吸热，将其中一部分转化为机械能而作功，并把余下部分传给低温热源。热能动力装置的工作过程可概括成：热源冷源热机作功吸热放热71系统与边界热力系统（Thermodynamicssyst

3、em）人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统，简称热力系。外界：（surroundings）热力系统以外的部分边界：（boundary）系统与外界之间的分界面锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器§1－2热力系统8热力系的人为性锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器9热力系边界特性真实、虚构固定、活动边界可以是实在的，可以是假想的；可以是固定的，可以是移动的real、imaginaryfixed、movable10热力系统的分类：根据系统与外界物质交换的情况开口系统（Opensystem）：系统与外界有物质交换，系统被划定在一定容积范围内，也称控制容积(Co

4、ntrolvolume)闭口系统（Closedsystem）：系统与外界无物质交换，系统内质量恒定不变，也称控制质量（Controlmass）»开口系统和闭口系统都可能与外界发生能量（功和热）传递。11绝热系统（Adiabaticsystem）：系统与外界无热量交换孤立系统（Isolatedsystem）：系统与外界既无能量交换，也无物质交换根据系统与外界热量和能量交换的情况»绝对的绝热系和孤立系实际上不存在，是两种理想模型。某段时间内与外界传热量很少，对于系统的能量传递和能量转换所起的作用可忽略，就可看成绝热系；研究对象连同它直接相关的外界所有物体一起取

5、做新的热力系，就是一个孤立系。12以图表形式总结以系统与外界关系划分：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13热力系统其它分类方式其它分类方式物理化学性质均匀系非均匀系工质种类多元系单元系相态多相单相14简单可压缩系统（Simplecompressiblesystem）最重要的系统：只交换热量和一种准静态的容积变化功特点：1、由可压缩物质组成2、无化学反应3、与外界有交换容积变化功的有限物质系统。15§1-3热力状态及状态参数状态（State）：某瞬间热力系所呈现的宏观状况状态参数（Statep

6、roperties）：描述热力状态的物理量状态参数的特征：1.状态参数是状态的函数，状态确定时，状态参数有唯一确定的值。2.工质状态变化时，状态参数的变化值仅与初、终状态相关，而与状态变化的途径无关。——状态参数的积分特征3、状态参数的微分特征：全微分16状态参数的积分特征状态参数变化量与路径无关，只与初终态有关。数学上：点函数、态函数abdz=017状态参数的微分特征设z=z(x,y)dz是全微分充要条件：可判断是否是状态参数18状态参数分类强度量(intensiveproperty):与系统质量无关，如P、T。强度量不具有可加性。广延量(extensi

7、veproperty):与系统质量成正比，如V、U、H、S。广延量具有可加性。又：广延量的比性质具有强度量特性，如比体积工程热力学约定用大写字母表示广延量，小写字母表示单位质量参数。relixuekejian@163.comrelixue12319基本状态参数（Basicstateproperties）基本状态参数：可以直接或间接地用仪表测量的状态参数（方便测量）。温度（T）压力（P）比体积（v）或密度（ρ）20(一)、压力1.压力：单位面积上所承受的垂直作用力，对于气体，实质上是气体分子运动撞击容器壁面，在单位面积的容器壁面上所呈现的平均作用力。以表示注

8、意：物理学：压强压力工程：压力总压对应绝对压力211kPa=103