工程热力学第四版第1章基本概念及定义ppt课件.ppt

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1、第一章基本概念BasicConceptsandDefinition1-1热能和机械能相互转换过程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1-5工质的状态变化过程1-6功和热量1-7热力循环1一、热能动力装置(Thermalpowerplant)定义：从燃料燃烧中获得热能并利用热能得到动力的整套设备。分类共同本质：由媒介物通过吸热—膨胀作功—排热气体动力装置(combustiongaspowerplant)内燃机(internalcombustiongasengine)燃气轮机装置(gasturbine

2、powerplant)喷气发动机(jetpowerplant)……蒸气动力装置(steampowerplant)1-1热能和机械能相互转换的过程2二、工质(workingsubstance;workingmedium)定义：实现热能和机械能相互转化的媒介物质。对工质的要求:物质三态中气态最适宜。1）膨胀性2）流动性3）热容量4）稳定性，安全性5）对环境友善6）价廉，易大量获取3三、热源(heatsource;heatreservoir)定义：工质从中吸取或向之排出热能的物质系统。•高温热源—热源（heatsource）低温热源

3、—冷源（heatsink）•恒温热源(constantheatreservoir)变温热源41-2热力系统（热力系、系统、体系）外界和边界•系统(thermodynamicsystem,system)人为分割出来，作为热力学研究对象的有限物质系统。•外界(surrounding)：与体系发生质、能交换的物系。•边界(boundary)：系统与外界的分界面（线）。一、定义5二、系统及边界示例•汽车发动机6•汽缸-活塞装置（闭口系例）7•移动和虚构边界81）系统与外界的人为性2）外界与环境介质3）边界可以是：a）刚性的或可变形的或

4、有弹性的b）固定的或可移动的c）实际的或虚拟的注意：9三、热力系分类按组元数单元系(onecomponentsystem;puresubstancesystem)多元系(multicomponentsystem)按相数单相系(homogeneoussystem)复相系(heterogeneoussystem)注意：1）不计恒外力场影响；2）复相系未必不均匀—湿蒸汽；单元系未必均匀—气液平衡分离状态。1.按组元和相10闭口系（closedsystem）（控制质量CM）—没有质量越过边界开口系（opensystem）（控制体积CV

5、）—通过边界与外界有质量交换2.按系统与外界质量交换111）闭口系与系统内质量不变的区别；2）开口系与绝热系的关系；3）孤立系与绝热系的关系。注意：3.按能量交换12四、热力系示例1．刚性绝热气缸-活塞系统，B侧设有电热丝红线内——闭口绝热系黄线内不包含电热丝——闭口系黄线内包含电热丝——闭口绝热系兰线内——孤立系13闭口系2．刚性绝热喷管取红线为系统—取喷管为系统—开口系绝热系?14３．A、B两部落“鸡、犬之声相闻，民至老死不相往来”ABA部落为系统A+B部落为系统—孤立系—闭口系151-3工质的热力学状态和基本状态参数热力

6、学状态（stateofthermodynamicsystem）—系统宏观物理状况的综合状态参数（stateproperties）—描述物系所处状态的宏观物理量1．状态参数是宏观量，是大量粒子的统计平均效应，只有平衡态才有状参，系统有多个状态参数，如一、热力学状态和状态参数二、状态参数的特性和分类162．状态的单值函数。物理上—与过程无关；数学上—其微量是全微分。3．状态参数分类广延量（extensiveproperty）强度量（intensiveproperty）又：广延量的比性质具有强度量特性，如比体积工程热力学约定用小写字

7、母表示单位质量参数。17三、系统状态相同的充分必要条件系统两个状态相同的充要条件：所有状态参数一一对应相等简单可压缩系两状态相同的充要条件：两个独立的状态参数对应相等18四、温度和温标（temperatureandtemperaturescale）温度的定义：测温的基础—热力学零定律(zerothlawofthermodynamics)热力学温标和国际摄氏温标(thermodynamicsscale;Kelvinscale;absolutetemperaturescaleandinternalCelsiustemperatur

8、escale)19华氏温标和朗肯温标华氏温标和摄氏温标附：{T}°R={t}℉+459.67{t}℃=5/9[{t}℉-32]{t}℉=9/5{t}℃+3220五、压力(pressure)绝对压力p(absolutepressure)表压力pe（pg）(gaugepressu