工程热力学第2章-hfj

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1、第二章热力学第一定律Firstlawofthermodynamics本章学习目标能描述热力学第一定律，并指出其实质；列举物质热力学能和总能的组成，说明焓的定义和物理意义，指出微观动能和宏观动能的本质差异；利用热力学第一定律的基本能量方程式讨论和计算闭口系能量（热力学能、功、热）转换。区分推动功、流动功、轴功、技术功，指出物理意义及在压容图上表示它们；能写出常用设备稳定流动工况的能量方程，并求解。2本章教学内容2-1热力学能（内能）和总能2–2热力学第一定律2–4闭口系基本能量方程式2–5开口系能量方程教学参考资料：工程热力学第4版第2章pp.36~60。第1次课程教学内容热力学第一定律物体

2、热力学能和总能利用热力学第一定律的基本能量方程式。本次课程学习目标描述热力学第一定律并指出其实质；列举物质热力学能和总能的组成，指出微观动能和宏观动能的本质差异；利用热力学第一定律的基本能量方程式讨论和计算闭口系能量（热力学能、功、热）转换。4第2次课程教学内容焓及推动功、流动功、轴功、技术功；稳定流动及稳定流动的能量方程。本次课程学习目标区分推动功、流动功、轴功、技术功，指出物理意义及在压容图上表示它们；说明焓的定义和物理意义；指出稳态稳流系统参数的特征；写出常用设备稳定流动工况的能量方程，并求解。52–1热力学能（内能）和总能一、总（储存）能(totalstoredenergyofsy

3、stem)热力学能，内部储存能EUEEeueekpkp总能宏观动能宏观位能外部储存能宏观动能与内动能的区别6二、热力学能(internalenergy)Disorganizedformofenergy(SensibleHeat,RelatedtoT)–translationalenergy:moleculesmovearound–rotationalenergy:individualatomsrotateabouttheaxisformingthemolecularbond–vibrationenergy:individualatomsvibrateaboutthecente

4、rofmassofthemolecularbond–electronicenergy:electronsinanatomormoleculeareboundinparticularconfigurationsIntermolecularforceinducedenergy(“PotentialEnergy”,LatentHeat)Chemicalenergy:bindingenergybetweenatomsthatmakeupthemoleculesNuclearenergy:bindingenergybetweenprotonsandneutrons,nuclearspin1.热

5、力学能的组成Uch平移动能UUnuUk转动动能fT1U振动动能thUU(T,v)Upf2T,v2.热力学能的组成是状态参数d0UUUpdUddTdVdcTTpVVTVTVTV3.热力学能单位JkJ4.工程中关心U2–2热力学第一定律一、第一定律的表述热是能的一种，机械能变热能，或热能变机械能的时候，他们之间的比值是一定的。或热可以变为功，功也可以变为热；一定量的热消失时必定产生相应量的功；消耗一定量的功时，必出现与之相应量的热。二、第一定律的实质能量守恒与转换定律在热现象中的应用。三、热力学第一定律基本表

6、达式加入系统的能量总和－热力系统输出的能量总和=热力系总储存能的增量δWtotδmeiiEδmeE+dEjjδQd加入：δQmeδii输出：δWtotδmejjδQδmeii(δWtotδmejj)dE内部储能增量：dEδWtotδQmeWδmeiiEjj(δtotδ)dδmeiiEδmeE+dEjjδQdδQEemdemWjjδiiδδtot2或QEememWjjδiiδtot1dEΣeqjmjΣeqimiPtotd2–3闭口系基本能量方程式2QE

7、ememWjjδiiδtot1简单可压缩系闭口系，δmm0δ0ij忽略宏观动能和位能EUQUWQUWδdδquwquwδdδ第一定律第一解析式—热功的基本表达式讨论：QUWQUWδdδquwquwδdδ1）可逆过程δQddUpV2）循环δdδQUWQWnetnet3）对于定量工质吸热与升温关系，还取决于W的“+”、“–”