工程热力学第9讲-第一部分复习-热一律和热二律应用

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1、工程热力学第五讲山东大学机械工程学院过程装备与控制工程研究所过程装备与控制工程专业本讲内容1复习Ch1基本概念Ch2基本定律2练习3测验复习CH1基本概念理解并掌握基本概念：系统、边界、外界、封闭系统、敞开系统、简单热力系统、绝热系统、孤立系统；状态、状态参数、基本状态参数、导出状态参数、强度参数、广度参数、平衡状态、自由度、状态方程；过程、准静态过程、可逆过程、循环、正循环、逆循环、可逆循环、不可逆循环；压力、绝压、表压、真空度、温度、温标、比容；过程量、状态量，p–V图、T–s图等等。掌握热力学第零定律热力

2、系统_基本概念热力系统(热力系、系统)：作为研究对象的人为指定范围内的物质。边界（控制面）：系统和外界之间的分界面。边界的作用：系统与外界通过边界交换能量和质量。边界的特性：可以是固定的，也可以是运动的；可以是真实的，也可以是假想的。外界：系统之外的物质。热力系统_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、质非孤立系孤立系状态和状态参数_基本概念状态：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确定，则状态参数也确定，反

3、之亦然。状态参数的分类：(是否可以直接测量)1、基本状态参数：pTv2、导出状态参数：HSUAG状态参数的特征状态参数的积分特征：点函数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：全微分设z=z(x,y)12ab可判断是否是状态参数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、速度c、高度z广延参数：与物质的量有关的参数可加性如质量m、摩尔数n、容积V、熵S、内能U、焓H、动能Ek、位能Ep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热力学第零定律

4、（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。热力学第零定律是温度测量的理论基础。B温度计热力学第零定律平衡状态定义：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。平衡的本质：不存在不平衡势平衡的条件：1、热平衡2、力平衡3、相平衡4、化学平衡温差—热不平衡势压差—力不平衡势相变—相不平衡势化学反应—化学不平衡势稳定不一定平衡，但平衡一定稳定平衡不一定均匀，单相平衡态则一定是均匀的准静态过程和可逆过程既是

5、平衡，又是变化。准静态过程既可用状态参数描述，又可进行热功转换。只有准静态过程才能在坐标图中用连续实线表示，才可以用热力学方法分析。准静态过程+无耗散效应=可逆过程热力循环定义：热力系统经过一系列变化回到初态，这一系列变化过程称为热力循环。意义：要实现连续作功，必须构成循环。分类：<循环方向>正循环，逆循环CH2基本定律掌握热力学第一定律的实质掌握能量传递的三种形式掌握三种功的相关知识掌握三个能量方程掌握热力学第二定律的实质掌握循环热效率掌握卡诺循环、卡诺定理深刻理解熵的定义式及其物理意义，系统熵变的构成，熵产

6、的意义，熟练地掌握熵变的计算方法。掌握克劳修斯不等式、孤立系统熵增原理,并掌握其应用。热力学基本定律能量转换方向只有同时满足热力学第一定律和第二定律的过程才能进行!热力学第二定律热力学第一定律能量之间数量的关系热力学第一定律=进入系统的能量离开系统的能量系统内部储存能量的增量-进入或离开系统的能量主要有三种形式：1）作功2）传热3）随物质进入或离开系统而带入或带出其本身所具有的能量。与状态有关与过程有关，通过边界本质：能量守恒与转换定律在热现象上的应用。功功的一般表达式：W=Fdx准静态容积功：W=pdV

7、容积功、推进功、技术功、轴功的关系：wwt△(pv)△c2/2wsg△zws热量δq=cdT能量传递方式容积变化功传热量性质过程量过程量推动力压力p温度T标志dV,dvdS,ds公式条件准静态或可逆可逆内能内能U代表储存于系统内部的能量，是温度和比容的函数，是状态量。符号/性质/单位：U:广延参数[kJ]u:比参数[kJ/kg]内能总以变化量出现，内能零点人为确定。dU的物理意义：代表某微元过程中系统通过边界交换的微热量与微功量两者之差值，也即系统内部能量的变化。WQdU=Q-W热力学第一定律表达式和适

8、用条件任何工质，任何过程任何工质，准静态过程任何工质，任何稳流过程或忽略动、位能变化任何工质，准静态过程热力学第一定律应用要诀选择适当的系统掌握能量传递的三种形式学会简化：热力学问题经常可忽略动、位能变化透平机械（蒸汽轮机、燃气机等）输出的轴功等于焓降。压缩机械输入的轴功等于焓升。换热设备(锅炉、凝汽器、热交换器等)换热量等于焓差。绝热节流过程前后等焓。喷管和扩压管中动能与焓变相互转换