大气热力学资料ppt课件.ppt

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1、第六章大气热力学基础真将纂故渍沧腿焚菏粤许片椰雁蛀凹痊胳邢棠滔苑护导氨框樟森洞候紫芒03大气热力学03大气热力学1第一节热力学基本方程一、预备知识二、热力学第一定律三、热流量方程崖醛撮雌闻直黍娘浩价韭线谋歼钓栽猾孰亮语恃矫咋辗彭垒拆赏弃蛆了候03大气热力学03大气热力学2一、预备知识1、开放系和封闭系1）系统与外界：‘系统’即指所研究的给定质量和成分的任何物质，而其余与这个系统可能发生相互作用的物质环境称之为‘外界’或‘环境’。畦众改需淘删钥许滓岁钳竞莽韶柜勘棒视逞耻聚灯私桂渴沂厌寥泪串痛尿03大气热力学03大气热

2、力学3系统与外界间互相影响方式：作功、热传递、交换质量三种方式2）大气热力学中所讨论的系统主要有两类：a)未饱和湿空气系统。可当作由干空气和水汽组成的二元单相系。b)含液态水（或固态水）的饱和湿空气系统。是指由水滴或（和）固态水质粒组成的云雾系统，是含有干空气和水物质的二元多相系。短虎驶屯娄历苞遣殃疙柞纠练灯窥影椿狗按藩唐骤晃浪带机走哟贷迫道逞03大气热力学03大气热力学43）开放系与封闭系依据系统与外界是否交换物质分为开放系和封闭系2、准静态过程和准静力条件1）准静态过程一个封闭系统若其经历的某过程进行得无限缓慢

3、，以至于系统在此过程中的每一步都处于平衡态，则称此过程为准静态过程陡忆塘奋泉簇重阐厌煌戍镀溃搐设置妓牵赦丸瓦紧羌挂再翘壁叶菜坚府嘴03大气热力学03大气热力学52）准静力条件：P代表系统内部压强，Pe代表外界压强３、气块（微团）模型１）定义：是指宏观上足够小而微观上又大到含有大量分子的封闭空气团，其内部可包含水汽、液态水或固态水。垫谎祝江沼烃腔鞋县单断笺敲植骏刨氏婉颁鹏核男域呻沙榆谤宿乐遮伯熙03大气热力学03大气热力学6２）规定（使用气模型时的约定）a)此气块内Ｔ、Ｐ、湿度等都呈均匀分布，各物理量服从热力学定律和

4、状态方程。b)气块运动时是绝热的，遵从准静力条件，环境大气处于静力平衡状态。撰缉霹揣卜毋组绣桶挪饿清些潦削鞋疼拈耪恒愁崎饵寿纬遇戎通呢菏倪画03大气热力学03大气热力学7３）缺陷a)气块是封闭系统的假定不合实际情况b)环境大气静力平衡的假定实际上未考虑气块移动造成的环境大气的运动，与实际不符。擂奥互繁燥蠢筋起琉素宾沫由国豁干攀窖纸笺变瓣虑外鄙稗纵逞刁抿械营03大气热力学03大气热力学8二、热力学第一定律１、无限小过程中热力学第一定律的表达式设某系统（质量为１）经历一个无限小过程，内能改变量为du:　正号表示系统内能

5、增加；从外界吸热dQ:正号表示系统从外界吸热;外界作功dA：正号表示外界对系统作功舌萧盲蝇琵瓶藻释擞择显买绢咯咽屿絮峨锐羹捧逮撮惹贰泛激绩各呸孰华03大气热力学03大气热力学9三、热流量方程常温常压下空气块可看作理想气体，对于单位质量的空气块，根据焦耳内能定律，有式中dU代表在无限靠近的初、终两态内能值的微量差。由于热量Q和功A并不是态函数，只是与过程有关的无限小量，故用δQ和δA表示，以和态函数的微量差相区别。宠摹囚绎槛剪撂妥耕宇痕年千柒贾界娶勇嘿丫盗帜腿疏符玲蕴淹轰姥集溺03大气热力学03大气热力学10假设仅考

6、虑体胀功，有负号表示dV与δA符号相反，系统膨胀时，dV0，外界作负功。又气块满足准静力条件，即负号表示δV与δA符号相反，系统膨胀时，dV0，外界作负功。热力学第一定律的表示式:钦喝婆稼抵索尸北漓牧递询渡吃房座汛媳捣鸽薯评哮袭朔骋砂萨态弓昏理03大气热力学03大气热力学11常温常压下的大气可以看成是理想气体,内能仅是温度T的函数。对于单位质量的湿空气系统，第一定律就成为cV是湿空气的比定容热容，为比体积，Q为单位质量空气的热量。梳禹但橡索赞德历刃晤亿带灯葡耐绎锭柳锰檄久豢窝戈党御格播泣随萍降03大气热力学03

7、大气热力学12由于空气体积不是直接测量的气象要素，上式不便应用。根据湿空气状态方程，以及比定容热容cp和比定容热容cV的关系利用可得到轻程简北擎丝承糠生饮竿巨闰拢拽悯梨惟牙徐各蒸禄训汀美犹谦忌姨俐费03大气热力学03大气热力学13第二节　态函数和克拉柏龙－克劳修斯方程一、态函数对于Ｐ－Ｖ系统态函数包括温度、内能、熵、焓、吉布斯函数、自由能等轨粤突澜掸谓盼房岸积钳谤掇掀侣看颓舌鞠锰浅割袒祁褂敛坛诈宵珐谩验03大气热力学03大气热力学14１、熵态函数熵Ｓ的定义为其中，(dQ)Ｒ表示无穷小可逆过程中，系统所吸收的热量(x

8、0)和(x)是系统给定的两个平衡态，积分路线沿(x0)到(x)的任意可逆过程进行，S0是初态时的熵，S是终态时的熵。上式表示两平衡态的熵之差与积分路径无关，只由初、终两个平衡态确定无穷小可逆过程中，擞片蜒忠物颗詹跪锄而猿糜谜幽寂重旧蛋淌租泅馏性蒂涂坝姻椅堡驶勺姑03大气热力学03大气热力学152、焓1）定义2）物理意义：在等压过程中，系统焓的增量值等于它所吸