工程热力学第一章3

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1、第一章基本概念BasicConcepts1.热能动力装置(Thermalpowerplant)定义：从燃料燃烧中获得热能并利用热能得到动力的整套设备。分类：共同本质：由媒介物通过吸热—膨胀作功—排热气体动力装置(combustiongaspowerplant)内燃机(internalcombustiongasengine)燃气轮机动力装置(gasturbinepowerplant)喷气动力装置(jetpowerplant)……蒸汽动力装置(steampowerplant)图喷气发动机.ppt图燃气轮机装置.ppt图设备图内燃机.doc图设备图电厂鸟览图.doc§1-1热能转变成机

2、械能的过程2.工质(workingsubstance;workingmedium)定义：实现热能和机械能相互转化的媒介物质对工质的要求:物质三态中气态最适宜。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3.热源(heatsource;heatreservoir)定义：工质从中吸取或向之排出热能的物质系统。•高温热源（热源--heatsource）低温热源（冷源—heatsink）•恒温热源(constantheatreservoir)变温热源§1-2热力系统热力系统(热力系、系统)：人为地研究对象1、系统的定义Thermodynamicsystemsys

3、temAquantityofmatteroraregioninspacechosenforstudy§1-1热力系统外界：系统以外的所有物质2、系统、外界与边界边界(界面)：系统与外界的分界面系统与外界的作用都通过边界surroundingsboundary边界特性真实、虚构固定、活动fixed、movablereal、imaginary热力系统分类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TypesofSystem开口系绝热系孤立系ClosedsystemControlmassIsolatedsystemOpens

4、ystemControlvolume闭口系Adiabaticsystem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简单可压缩系统最重要的系统简单可压缩系统只交换热量和一种准静态的容积变化功容积变化功压缩功膨胀功Simplecompressiblesystem§1-3状态和状态参数状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况状态参数：描述热力系状态的物理量状态参数的特征：1、状态确定，则状态参数也确定，反之亦然2、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3、状态参数的微分特征：全微分Stateandstateproperties状态

5、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12ab例：温度变化山高度变化pointfunction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Totaldifferentials强度参数与广延参数强度参数：与物质的量无关的参数如压力p、温度T广延参数：与物质的量有关的参数可加性如质量m、容积V、内能U、焓H、熵S比参数：比容比内能比焓比熵单位：/kg/kmol具有强度参数的性质IntensivepropertiesExtensiveproperties强度参数与广延参数速度动能高度位能内能温度应力摩尔数（强）（强）（强）（

6、强）（广）（广）（广）（广）VelocityKineticEnergyHeightPotentialEnergyTemperatureInternalEnergyStressMol§1-3基本状态参数温度T、压力p、比体积v（容易测量）一、温度T(Temperature)Basicstateproperties温度T的一般定义传统：冷热程度的度量。感觉，导热，热容量微观：衡量分子平均动能的量度T0.5mw21)同T,0.5mw2不同，如碳固体和碳蒸气2)0.5mw2总0,T0,1951年核磁共振法对氟化锂晶体的实验发现负的开尔文温度3)T=00.5mw2=0分子一切运动停止，零点能温

7、度的热力学定义热力学第零定律（R.W.Fowlerin1931）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。温度测量的理论基础B温度计TheZerothLawofThermodynamics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。Iftwobodiesareinthermalequilibriumwithathirdbody,theyarea