《工程热力学》第一章 基本概念.ppt

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1、第一章基本概念（4学时）基本内容热力学系统及状态、状态参数；平衡状态、状态方程式；热力过程及准静态过程；准静态过程的功；热量；功；热量与功的类比；热力循环等概念。基本要求掌握工程热力学的基本术语与概念（热力系、平衡态、准平衡过程等）掌握状态参数的特征，基本状态参数p、v、T关系区别热力过程与准静态过程的概念内涵；区别热量与功量过程量的特征掌握热力循环概念11-1热能在热机中转变为机械能的过程（参见绪论部分）蒸汽动力装置内燃机燃气轮机蒸汽压缩制冷装置21-2热力学系统1.2.1热力学系统及相关概念1.2.2热力学系统种类31.2.

2、1.热力学系统及相关概念热力学系统：选取某些固定物质或某个固定空间中的物质作为热力学分析的对象，称为热力学系统，涉及如下概念热机：将热能转化为机械能的机器,通称热机，如蒸汽动力循环系统；内燃机；制冷系统等工质：媒介物质,通过其状态变化实现将热能转化为机械能,即工作物质,简称“工质”。如水及水蒸气、空气或燃气、各类制冷剂等热源：热容量很大,吸、放热量有限时其自身温度及其他状态参数无显著变化的物质或物体,称为热源（常被当作外界考虑）热力系统外界：热力系统之外与能量转换过程有关的一切其他物质的统称热力系统边界：系统与外界之间的分界面。

3、可假想、可实际存在；可固定、可有位移或变形41.2.2热力学系统种类按控制对象分闭口系统（控制质量）开口系统（控制容积）其它绝热系统孤立系统系统内部状况的不同分均匀系与非均匀系单元系与多元系5P工质闭口系统外界边界热源外界开口系统1122边界热源进口出口6开口系统冷空气热空气1122加热器孤立系统热源7系真空容器边界可变形系统阀门假想边界统81-3工质的热力学状态及基本状态参数1.3.1基本术语：状态状态参数1.3.2基本状态参数比容及密度压力温度91.3.1、基本术语-状态、状态参数1、状态：工质在热力变化过程中某一瞬间所呈现

4、的宏观物理状况称状态2、状态参数：表示状态特征的物理量称为状态参数状态与状态参数是一一对应的3、状态参数特点数学特征为点函数：微元变化的微增量具全微分性质4、热力学基本状态参数为三个：比容、压力、温度101.3.2、基本状态参数--比容及密度1、定义：单位质量物质所占有的容积，称为比容，以v表示单位容积物质所占有的质量，称为密度，以表示2、单位比容：m3/kg或立方米/千克密度：kg/m3或千克/立方米其他单位制111.3.2基本状态参数--温度1、定义：标志物体冷热程度的量度2、热力学第0定律--确定温度概念的基础:两个系统分

5、别与第三个系统处于热平衡,则两系统彼此处于热平衡一切系统必定有一共同的表征系统宏观状况的状态参数,对所有处于热平衡的系统该参数具相同的数值---温度3、温标及换算基本温标：热力学温标，热力学温度，以T表示，单位开（K）热力学摄氏温标：以t表示，单位0C；T（k）=t（0C）+273.15121.3.3基本状态参数--压力（压强）1、定义：流体在单位面积上的垂直作用力，热力学称之压力（绝对压力），描述流体物质所组成的热力学系统内部力学状态的状态参数计算:P=F/A单位制及换算（见书附录10(1)):SI制帕斯卡,Pa=N/m2巴(

6、bar)=105Pa工程大气压(at)=9.8704x104Pa,标准大气压(atm)=1.01325x105Pa=760mmHg毫米汞柱(mmHg)毫米水柱(mmH2O)=9.8704Pa132、表压力Pg：工质的真实压力P与大气压力Pb之差Pe=P-Pb或P=Pb+Pe真空度Pv：工质的大气压力与真实压力之差Pv=Pb-P或P=Pb-PvPPe真实压力P大于大气压力PbP=Pe+PbPbPPbPv真实压力P小于大气压力PbP=Pb-Pv143、绝对压力P、表压力Pe与真空度Pv关系PbPPePvP(P>Pb)P

7、1:某容器被一刚性隔板分成两部分，在容器的不同部位安装有压力计，如图，设大气压力Pb为97kPa(1)若压力表B、表C的读数分别为75KPa，0.11MPa,确定压力表A的读数,容器1和2两部分气体绝对压力(2)表C为真空表,读数为24KPa,压力表B的读数为36KPa,问表A是什么表?读数为多少?BBAC12161-4平衡状态、状态方程式、坐标图1.4.1平衡状态与非平衡态平衡状态：系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内、外同时建立了热平衡、力平衡（及化学平衡）,此时系统所处状态为平衡态非平衡态:系

8、统与外界,系统内部各部分间存在能量传递及相对位移,状态将随时间变化,称系统处于非平衡态171.4.2状态方程式1.4.2.平衡状态的状态参数表示确定热力学系统所处平衡状态所须的独立状态参数数目等于系统与外界进行能量传递方式的数目常见气体热力系统,能量传递方式为热