《基本概念及定义》PPT课件

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1、第一章基本概念及定义1-1热能和机械能相互转换的过程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、状态方程式、坐标图1-5工质的状态变化过程1-6过程功和热量1-7热力循环11-1热能和机械能相互转换的过程1、热能动力装置(thermalpowerplant,heatengines)燃气动力装置(combustiongaspowerplant)蒸汽动力装置(steampowerplant)内燃机(internalcombustiongasengine)燃气轮机(gasturbinepowerplant)喷

2、气发动机(jetpowerplant)工作过程：工质从高温物体吸热，一部分转化为机械能对外作功，另一部分放热给低温物体。2燃气动力装置（燃气轮机）发电机4123压气机燃烧室燃气轮机空气废气3蒸汽动力装置1锅炉汽轮机发电机给水泵冷凝器过热器264342、制冷装置与热泵(refrigerationplant,heat-pump)工作过程：工质从低温物体吸热，同时外界消耗机械能，最终放热给高温物体。4123冷凝器压缩机蒸发器节流阀53、几个概念■工质(workingsubstance)实现热能和机械能互相转化的媒介物质。气态物质具有

3、较好的流动性，且体积可显著变化，因此工质一般都是气体或者蒸汽。■热源（高温热源）(heatsource)与工质发生热量交换的高温物体。■冷源（低温热源）(heatsink)与工质发生热量交换的低温物体。恒温热源变温热源6热源热机冷源热源制冷机（热泵）冷源71-2热力系统1、基本概念■热力系统(thermodynamicsystem)被人为地从周围物体中分割出来，作为热力学分析对象的有限物质系统。■外界(surrounding)与系统发生质能交换的物体。■边界(boundary)系统与外界的分界面。热力系与外界的物质和能量交换通

4、过边界进行。8☆注意：（1）边界可以是真实的，也可以是虚构的；（2）边界可以是固定的，也可以是有位移和变形的。（b）汽轮机（a）内燃机92、热力系统的分类（1）按系统与外界的质量交换分类■闭口系统(closedsystem)系统与外界没有物质交换（没有物质越过边界）。系统内的质量恒定，称为控制质量热力系。■开口系统(opensystem)系统与外界有物质交换（有物质越过边界）。物质交换是在特定的空间内进行的，称为控制体积热力系。☆注意：开口系可以是变质量系统，也可以是定质量系统。10（2）按系统与外界的能量交换分类■绝热系统(

5、adiabaticsystem)系统与外界没有热量交换（热量交换可以忽略，如汽轮机中的膨胀过程）。■孤立系统(isolatedsystem)系统与外界既没有能量交换，也没有物质交换，一切作用都发生在系统内部。☆注意：（1）绝热系可以是闭口绝热系（如保温瓶），也可以是开口绝热系（如保温很好的管道）。（2）孤立系一定是闭口绝热系，但闭口绝热系不一定是孤立系。113、热力系统示例取刚性绝热容器内的气体取刚性绝热容器内的气体和电阻丝闭口系取所有物体闭口绝热系孤立系气体电阻丝121-3工质的热力学状态及其基本状态参数1、基本概念■热力学

6、状态(stateofthermodynamicsystem)工质在某一瞬间所呈现的宏观物理特性。■状态参数(stateproperties)描述工质所处平衡状态的宏观物理量。两个独立的状态参数就可以确定一个状态。132、状态参数的性质（1）状态参数的微元差是全微分：（2）状态参数的变化量只与初、终状态有关，而与途径无关：（3）经过一个循环后，状态参数恢复到原来的值：143、状态参数的分类基本状态参数：压力p、温度T、体积V其他状态参数：热力学能U、焓H、熵S■强度量(intensivequantity)与质量无关，不具可加性。

7、如压力p、温度T。■广延量(extensivequantity)与质量成正比，具有可加性。如体积V、热力学能U、焓H、熵S。154、温度（temperature）■温度的定义温度在宏观上表示物体的冷热程度，在微观上表示分子热运动的激烈程度。■摄氏温标规定标准大气压下水的冰点为0℃，沸点为100℃，之间有100个间隔，每个间隔为1℃。■热力学温标规定水的三相点（即气、液、固三相共存的状态点）的温度为273.16K。165、压力（pressure）■压力的定义单位面积上所受的垂直作用力。气体的压力是大量分子撞击器壁的平均结果。■压

8、力的表示方法●绝对压力(absolutepressure)工质的真实压力，以绝对真空为基准。●大气压力(atmosphericpressure)地面上空气柱的重量所造成的压力。17●相对压力以环境压力为基准。表压力真空度18■压力的单位帕斯卡巴标准大气压（物理大气压）工程大气