f工程热力学第一章基本概念

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1、工程热力学1-5功和热量第1章基本概念1-1工质和热力系统1-2状态参数1-3平衡状态1-4热力过程1-6热力循环21-5功和热量第1章基本概念1-1工质和热力系统1-2状态参数1-3平衡状态1-4热力过程1-6热力循环3什么是工质？定义：实现能量转化的媒介物质制冷工程中又称为制冷剂对工质的要求:1）膨胀性2）流动性3）热容量4）稳定性，安全性5）对环境友善6）价廉，易大量获取物质三态中气态最适宜作为工质4工质的举例火力发电、核电等水蒸气太阳能、地热发电、制冷设备等低沸点物质：氨、氟里昂内燃机、燃气轮机燃气和空气5什么是热力系统？被人为地分割出来，作为热力学研究对象的有限

2、物质系统外界：系统以外的所有物质边界(界面)：系统与外界的分界面6系统、外界和边界7边界特性固定、活动真实、虚构81-锅炉；2-汽轮机；3-凝汽器；4-水泵a）以锅炉为热力系统；b）以汽轮机为热力系统；c）以整个蒸汽动力装置为热力系统划分热力系统举例9热力系统分类以系统与外界关系划分：有无有无质量传递开口系闭口系有无热量传递非绝热系绝热系有无能量、物质传递非孤立系孤立系10热力系统其他分类热力系统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11关于热力系统重点掌握开口系、闭口系、绝热系、孤立系热力系的选取取决于研究目的和方法，具有随意性，选取不当将不便于分析

3、。一旦取定系统，沿边界寻找相互作用。系统与外界的作用都通过边界，看是否有质量交换、热量传递、功的传递及其他形式能量传递。12简单可压缩系统工程热力学中最常见、最重要的热力系统因为热能动力装置常用工质都是可压缩流体（水蒸气、空气、燃气等）系统与外界只交换热量和一种准静态的体积变化功（膨胀功和压缩功）体积变化功只与工质的压力和体积的变化量有关工程热力学中讨论的大部分系统都是简单可压缩系统131-5功和热量第1章基本概念1-1工质和热力系统1-2状态参数1-3平衡状态1-4热力过程1-6热力循环14定义状态：某一瞬间工质所呈现的宏观物理状况状态参数：描述工质所处状态的宏观物理量

4、工程热力学中常用状态参数？基本状态参数：温度T、压力p、体积V、热力学能U、焓H、熵S涉及化学反应：化学势μ、亥姆赫兹自由能F、吉布斯自由能G15状态参数的特征状态确定，则状态参数也确定，反之亦然状态参数的积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只与初终态有关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，如温度、压力12ab17状态参数的微分特征设dz是全微分18基本状态参数：温度热力学定义：处于同一热平衡状态的各个热力系，必定有某一宏观特征彼此相同，用于描述此宏观特征的物理量为温度热平衡：热力系相互接触时，相互间无宏观热量传递，

5、称它们处于热平衡状态宏观：表示物体的冷热程度微观：标志物质分子热运动的激烈程度，是衡量分子平均动能的量度19热力学第零定律如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡，则两个系统彼此必然处于热平衡。1930年由福勒（R.H.Fowler）正式提出温度测量的理论基础20温度单位开氏（绝对）温标：T(K)摄氏温标：t(℃)华氏温标：t(F)温标换算关系21基本状态参数：压力单位面积上承受的垂直作用力物理中压强，单位Pa，N/m2常用单位：1kPa=103Pa（千帕）1MPa=106Pa（兆帕）1bar=105Pa（巴）1atm=760mmHg=1.01325×105Pa（标准大气压

6、）1mmHg=133.3Pa（毫米汞柱）1mmH2O=9.81Pa（毫米水柱）1at=1kgf/cm2=9.81×104Pa（工程大气压）22绝对压力与相对压力绝对压力p真实压力相对压力绝对压力p与环境压力pb之差是否高于环境压力：表压力pg、真空度pv注意：只有绝对压力p才是状态参数23p>pb表压力pgp

7、度快，以音速传播温度的变化慢，随着热量的传递而改变压力的改变具有即时性温度的改变具有滞后性26基本状态参数：比体积单位质量物质所占的体积，v（m3/kg）表征工质聚集的疏密程度物理中常用的是密度，ρ（kg/m3）在热力学中使用比体积更方便271-5功和热量第1章基本概念1-1工质和热力系统1-2状态参数1-3平衡状态1-4热力过程1-6热力循环28平衡状态定义：在不受外界影响的条件下（重力场除外），如果系统的状态参数不随时间变化，则该系统处于平衡状态引起不平衡的因素：温差—存在热不平衡压差—存在力不平衡相变—存在相不平衡化学反