工程热力学第二章 热力学第一定律ppt课件.ppt

《工程热力学第二章 热力学第一定律ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章热力学第一定律2-1热力学第一定律能量守恒和转换定律在工程热力学中的应用。能量守恒和转换定律—能量是可以相互转换的，且转换前后的总量保持不变。热力学第一定律—热能与机械能是可以相互转换的，且转换前后的总量保持不变。不消耗能量而能对外连续作功的第一类永动机是不可能实现的。系统经历一个热力循环后，它所接受的净热量转换为对外所作的净功。即：Chapter2ThefirstLawofThermodynamics1第二章热力学第一定律关于永动机问题的思考各种永动机问题长期困扰着科技界与社会第一类永动机—不消耗能量

2、而能对外连续作功的机器。第二类永动机—从单一热源取热，并将其全部转变机械功的机器（或：热效率等于100%的机器）[有关问题在第五章中将详细讨论]。长期以来一直有人在追求、研究各种形式的永动机，无一有所收获。希望同学们树立正确的思想方法，不要误入歧途。几个永动机的例子：2第二章热力学第一定律压力容器压气机从大气中取气取回部分功量驱动压气机wp大气机3第二章热力学第一定律？？机氢气发动机水分解装置取回部分功量驱动水分解装置wH2水某人的永动机构思4第二章热力学第一定律自然热的利用Theuseoftheheatin

3、nature5第二章热力学第一定律6第二章热力学第一定律对某同学的“动力机械”的思考压力容器压气机从大气中取气w输出pw输入①按图示系统工作的“动力机械”是否有意义？②设想w输入

4、一定律2-2闭口系统能量方程式能量方程式—热力过程中，系统与外界交换的能量及系统本身总能量之间的关系式。热力学能U/J：系统内部各种形式能量的总和。包括：内部动能—包括分子的移动动能、转动动能，分子中原子的振动动能，温度越高，内部动能越大。内部位能—由分子间相互作用力形成。大小取决于分子件的距离。化学能、原子能等。在没有化学反应、核反应的物理过程中，热力学能的变化只包括内部动能和内部位能的变化。热力学能是个状态参数。TheenergyequationforControlMass9第二章热力学第一定律比热力学能

5、u/(J/kg)：系统的总能量E/J：比热力学能可由任意两个独立参数确定：宏观动能宏观位能10第二章热力学第一定律闭口系统与外界间可能发生的能量交换：热量和功量一般不作整体位移，Ek与Ep的变化均为零，因此与外界交换能量（功量W、热量Q）的结果只是导致热力学能U的变化。对于热力过程1-2,有：对1kg工质，有：式中各项的正负号规定为：系统吸热为正，放热为负；系统对外作功为正，外界对系统作功为负。上式既适用于准静态过程，也适用于非准静态过程。对于微元过程，有：即：11第二章热力学第一定律对于无耗散的准静态过程，

6、因此上述诸式可写为：对1kg工质，有：12第二章热力学第一定律2-3开口系统能量方程物理模型physicsmodelTheenergyequationforControlVolumesTimeτ0Timeτ0＋dτ引起系统内部能量变化的原因：质量交换和能量交换。13第二章热力学第一定律经历dτ时间后，系统内的质量变化：由此可得：该式称为连续性方程式，它说明单位时间内开口系统中工质质量增加的数量等于流入和流出系统的流量之差。能量交换的情况：①加入系统的热量：②系统对外所作的轴功：推动功—推动工质流入、流出系统所

7、消耗的功量14第二章热力学第一定律出口截面处，系统为推动微元工质流出系统消耗的推动功为：③于是开口系统对外界输出的净推动功为：④过程中流入、流出系统的工质所带入系统的净能量为：入口截面处，外界推动工质流入系统所消耗的推动功：（外界对系统作功）（系统对外界作功）15第二章热力学第一定律由上述各项能量，可以得到开口系统的能量转换关系为：因：而:以及：将其代入上述开口系统能量方程式，即有：（2-6a）16第二章热力学第一定律2-4稳定状态稳定流动能量方程式Theenergyequationforsteadyandu

8、niformflow一般情况下，能量转换装置都是在稳定条件下工作的。稳定状态：各点的状态不随时间变化；稳定流动：系统内各处及进出口截面，工质的流量和流速不变。系统与外界交换的热量和功量稳定不变。过程特点：Characteristic:17第二章热力学第一定律将其代入式（2-6a）：取有18第二章热力学第一定律令则有将其称为焓，也是一个状态参数：焓并不能看作是工质储存的能量，而是随工质流动跨越边界而转