华科工程热力学第1章基本概念ppt课件.ppt

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1、第一章基本概念Everysciencehasauniquevocabularyassociatedwithit,andthermodynamicsisnoexception.Precisedefinitionofbasicconceptsformsasoundfoundationforthedevelopmentofascienceandpreventspossiblemisunderstandings.1.1热能和机械能转换1.2热力系统与工质1.3状态和状态参数1.4平衡状态1.5准静态过程1.6可逆过程1.7热力循环§1.1热能和机械能转换1、蒸汽动力装置热能动力装置内燃动力装置空气燃

2、烧后的废气核电站蒸汽动力装置2.制冷装置中热量从低温处传递到高温处的过程蒸发器q2压缩机q1w冷凝器膨胀阀1234热能转换装置三要素高温热源（库）：heatreservoirofhightemperature低温热源（库）：heatreservoirofhightemperature工质:workingfluid§1.2热力系统与工质热力系统(热力系、系统)：热设备中分离出来作为热力学研究对象的物体。（人为地）外界：系统以外的所有物质1.系统与边界边界(界面)：系统与外界的分界面系统与外界的作用都通过边界热力系统选取的人为性锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器只交换功只交换热既交换功也交换热边界

3、特性真实、虚构固定、活动边界可以是假想的，也可以是实际存在的，可以是固定的，也可以是移动的。通常用虚线标出。图1压缩中的燃气图2流动中的工质2.热力系统的分类（1）按系统与外界交换的形式分类系统与外界有三种相互作用形式：质、功、热1）开口系统：系统与外界有物质交换工质流入工质流出QW系统边界图3开口系统稳定流动开口系统不稳定流动开口系统2）闭口系统：系统与外界无物质交换闭口系统具有恒定质量，但具有恒定质量的系统不一定都是闭口系统QW图4膨胀中的燃气系统的边界Concepts&DefinitionsClosedsystem—quantityofmatterunderstudyControlma

4、ssOnlyheatandworkcancrossboundaryofclosedsystemOpensystem—regioninspaceonwhichattentionisfocusedControlvolumeHeatandworkmaycrosscontrolsurfaceMassmayalsocrosscontrolsurface3）绝热系统：系统与外界没有热量交换冷源QW图5把冷源包括在内的绝热系统4）孤立系统：系统与外界既没有物质交换，也没有热和功的交换孤立系统内两物体间的热传递边界系统T2T1QBA以系统与外界关系划分：有无是否传质开口系闭口系是否传热非绝热系绝热系是否

5、传功非绝功系绝功系是否传热、功、质非孤立系孤立系1234mQW1开口系热力系统非孤立系＋相关外界＝孤立系1+2闭口系1+2+3绝热闭口系1+2+3+4孤立系（2）热力系统其它分类方式其它分类方式物理化学性质均匀系非均匀系工质种类多元系单元系相态多相单相（3）简单可压缩系统最重要的系统简单可压缩系统只交换热量和一种准静态的容积变化功容积变化功压缩功膨胀功3.工质在热机中要使热能不断地转变为机械能，需要借助于媒介物质。实现能量转换的媒介物质就称为工质。不同性质的工质对能量转换的效果有直接影响，工质性质的研究是本学科的重要内容之一。原则上，气、液、固三态物质都可作为工质，但热力学中热能与机

6、械能之间的相互转换是通过物质的体积变化来实现的，为使能量转换有效而迅速，常选气态物质作为工质。§1.3状态和状态参数状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况状态参数：描述热力系状态的物理量1.状态参数的特征：1、单值性：状态确定，则状态参数也确定，反之亦然2、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3、状态参数的微分特征：全微分（1）状态参数的积分特征状态参数变化量与路径无关，只与初终态有关。数学上：点函数、态函数12ab例：温度变化山高度变化（2）状态参数的微分特征设z=z(x,y)dz是全微分充要条件：可判断是否是状态参数状态参数是系统对应的某种微观特性的统计平均结果状态

7、参数在数学上的组合也是状态参数例如，热力学温度只不过是气体分子运动强度在宏观上的反映例如状态参数焓的定义式为h=u+Pv，式中u、P、v均为状态参数，h是它们数学上的一种的组合，因此也是系统的一个状态参数2.两类状态参数：强度参数与广延参数强度参数：与物质的量无关的参数如压力p、温度T广延参数：与物质的量有关的参数可加性如质量m、容积V、内能U、焓H、熵S比参数：比容比内能比焓比熵单位：/kg/