第11章热工基础2

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1、第十一章工程热力学基础EngineeringThermodynamics工程热力学是研究什么的？WhattheEngineeringThermodynamicsstudyfor?我们为什么要学习工程热力学？WhywestudyEngineeringThermodynamics＊热力学（经典热力学）：研究能量（特别是热能性质及其转换规律的科学。＊工程热力学：热力学的一个分支，着重研究热能与机械能相互转换（热功转换）的规律。运用热力学两大定律分析各种热力过程和热力循环，特别是找出热能转换为机械能最有利的条件可见，这正是研究热机必要的理论基础主要内容基

2、本定义和概念理想气体状态方程式工质的比热热力学第一定律气体的热力过程热力学第二定律§11.1基本定义和概念一、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。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。系统的分类：闭口系统：系统与外界无质量（物质）交换（控制质量）。开口系统：系统与外界有质量（物质）交换（控制容积）。绝热系统：系统与外界无

3、热量交换。孤立系统：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。二、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。简称状态状态参数—描述系统热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

4、（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1、压力（压强）p（单位帕斯卡，其他KPa，MPa，bar，atm，mmhg及它们之间关系）只有绝对压力才是状态参数绝对压力：气体的真实压力相对压力（表压力、真空度）：压力计显示的压力基本状态参数：微观上：宏观上：2、温度T（单位：热力学温度开尔文K，其他摄氏温度t℃）它们之间关系t℃＝T－2

5、73.15K基本状态参数：三相点温度：水的固相，液相，气相共存状态的温度，规定其热力学温度为273.16K则摄氏温度t℃＝273.16K－273.15K=0.01℃而273.15K为水的冰点温度，只有热力学温度才是状态参数3、比容v（单位：立方米/千克）定义：单位质量物质所占的容积，和密度互为倒数。基本状态参数：三、平衡状态平衡状态—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(例不传热)力平衡(例不做功)化学平衡（无化学反应）以后所提到的状态均指平衡状态可用确定的一组状态参数来表示可在坐标图上用一个点表示四、

6、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。也叫过程非准静态过程—系统经历一系列不平衡状态的过程。坐标图上用虚线表示准静态过程—系统经历一系列无限接近平衡状态的过程。坐标图上可用实线表示准静态过程进行的条件：推动过程的作用无限小。实际过程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

7、，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五、可逆过程和不可逆过程可逆过程：系统进行一个热力过程后，能够沿原路径逆向回复到初态，而不引起别的变化的热力过程。可逆过程进行的条件：内部可逆＋外部可逆（无耗散的准静态过程）。不可逆因素：摩擦、温差传热。不可逆过程：存在自发的变化，从而产生不可复逆影响的过程。（如：摩擦、温差传热的影响。）不可逆过程意味着作功能力的损失。准静态过程§11.2理想气

8、体状态方程式理想气体：假设分子只有质量，没有体积；分子间无相互作用力。即：相互之间没有作用力的质点组成的可压流体一、理想气体状态方程式（