热工学课件第一章.ppt

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1、第一章热工学基本概念(Basicconceptanddefinition)1-1热力系1-2状态和状态参数1-4状态方程和状态参数坐标图1-6功和热量内容提要1-3平衡状态1-5过程和循环1-7三种基本热传递方式1-1热力系1.系统系统是指我们所要研究的某种物质或空间中某一几何区域，而系统外的所有物质或区域则称为环境。分开系统与环境的真实或假想面称为边界。系统环境边界1-1热力系2.热力系分类开口系：与外界有物质交换。闭口系：与外界无物质交换。绝热系：与外界无热量交换。孤立系：与外界既无能量交换，有无物质交换。常见热力系统：虚拟的静

2、止的开口的热力系统其它分类方式物理化学性质：均匀系，非均匀系工质种类：单元系多元系相态：单相，多相1-1热力系“邻国相望,鸡、犬之声相闻，民至老死不相往来”ABAorBisasystem—closedsystemA+Basasystem—Isolatedsystem表明热力系统选取具有人为性1-1热力系1-2状态和状态参数1.工质：用来实现能量相互转换的媒介物质。工程中常用的工质是可压缩的流体（水蒸汽、燃气，空气等）。2.热力学状态：热力系在某一瞬间呈现的宏观物理状态。3.状态参数：当描述一定质量气体所组成的系统，可以不必知道单个气

3、体分子的微观信息（如速度或动量等），而只要用如压力、容积、质量、温度等几个宏观变量即状态参数描述。若这些状态参数有确定的值，那么系统状态就确定了。描述系统所处状态的宏观物理量。(1)状态参数是宏观量，是大量粒子的平均效应，只有平衡态才有状态参数，系统有多个状态参数(2)状态参数—状态的单值函数(3)物理上—与过程无关(4)数学上—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。4.状态参数的特征：1-2状态和状态参数12ab例如：温差,山的高度积分特征:1-2状态和状态参数状态参数的判断标

4、准:微分特征:1-2状态和状态参数常用的有：温度T、容积V、压力p、焓H、熵S、内能U。一.温度（T，单位℃）：定义：描述系统冷、热状况的状态参数，标志物体内部分子无序运动的剧烈程度。5.常用的状态参数1-2状态和状态参数温度是怎么测量的?1-2状态和状态参数制成温度计热力学第零定律（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。1-2状态和状态参数温度尺度:Celsius:℃;Kelvin:K;Fahrenheit:°F;1-2状态和状态参数Celsius:℃Triplep

5、ointofwaterBoilingpointofwaterAbsolutezero-273.15℃0℃100℃Kelvin:K0K273.15K373.15KFahrenheit:°F32°F212°F100parts100parts180parts1-2状态和状态参数不同温度尺度之间的联系:1-2状态和状态参数二.压力定义:单位面积上所承受的垂直作用力。压力分类:表压：gagepressure绝对压力：absolutepressure大气压：atmospherepressure，surroundpressure1-2状态和状态参

6、数Increaseordecrease?PressuregagePressurevesselSurroundpressurevesselVacuumpump1-2状态和状态参数Increaseordecrease?PressuregagePressurevesselSurroundpressurevesselCompress1-2状态和状态参数压力之间的联系:P=F/sPgage=Pabs–Patm(forpressureabovePatm)Pvac=Patm–Pabs(forpressurebelowPatm)单位:1Pa=N/m

7、21MPa=106Pa1bar=105Pa1atm=735.6mmHg1-2状态和状态参数三.比容Specificvolume1kgVolumeMass1m3Mass密度:ρ=m/V(kg/m3)比容:v=V/m(m3/kg)1-2状态和状态参数1.汽车引擎产生的热量一般都是通过一个带循环水的散热器排放到空气中，如果将散热器作为一个系统，这个系统是开口系还是闭口系，为什么？复习2.在一个加热过程中，温度升高了10℃,则温度升高了多少K和°F。3.一个容器上的真空表压计的读数为0.58bar，此时大气压为1bar.容器内的绝对压力为多

8、少？1.开口系，因为有质量交换；2.10,18；3.0.42bar。1-3平衡状态平衡态实验表明，一个不受外界影响的系统，无论它的初始状态如何，经过充分长时间后，它必将达到这样一种状态，系统的宏观性质不随时间变化，即达到平衡状态。1.