工程热力学.1基本概念.ppt

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1、第一章基本概念本章基本要求:深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。本章重点：取热力系统、对工质状态的描述、状态与状态参数的关系、状态参数、平衡状态、状态方程、可逆过程。作业1-2；1-5；1-9§1-1热力系统热力系统(热力系、系统)：用界面分离出的研究对象。(为便于研究、分析问题，人为的将要研究的对象从环境中分离出来)外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。(常是状态改变的原因）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

2、（3种形式）边界特性真实、虚构固定、活动热力系统选取的人为性锅炉汽轮机发电机水泵凝汽器过热器只交换功只交换热既交换功也交换热功二、闭口系统和开口系统(按系统与外界有无物质交换)1.闭口系统：系统内外无物质交换,也称控制质量。（M一定研究一定质量的物质）2.开口系统：系统内外有物质交换,也称控制体积。（V一定研究一定空间范围的物质）三、绝热系统与孤立系统1.绝热系统：系统内外无热量交换(系统传递的热量可忽略不计时，可以有能量交换)2.孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换孤立系统=系统+相关外界=各相互作用的子系统之和=一切热力系统连同相互作用的外界

3、热力系统分类1.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传热非孤立系孤立系功、质1234mQW1开口系热力系统选择原则p6系统的选取方法仅影响解决问题的繁复程度，与研究问题的结果无关。思考题：孤立系统一定是闭口系统吗。反之怎样。孤立系统是否一定绝热。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孤立系闭口系统图1-4孤立系统图1-3开口系统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简单可压缩系统（单相、单元、均匀）最重要的系统简单可压缩

4、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§1-2状态和状态参数p7∵能量的转化（移）是通过物质状态的改变来实现的∴要研究物质的热力性质。这里先提出工质的概念工质定义：参与能量转换的物质。用来实现能量转化的工作媒介物质。工质可以理解为能量的载体。例：水，水蒸气，空气、液氨等，工程上一般采用气态物质作为工质。∵体积变化灵活，对外膨胀做工，流动性好。§1-2状态和状态参数状态：某一瞬间热力系中所呈现的工质热力性质的总状况（宏观状况）状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内

5、能（u）、焓（h）、熵（s）、基本状态参数：可直接或间接地用仪表测量出来的状态参数。如：温度T、压力P、比容υ或密度ρ§1-2状态和状态参数状态参数的特征：1、状态参数是状态的函数，对应一定的状态，状态参数都有唯一确定的数值，状态确定，则状态参数也确定，反之亦然。一一对应（状态参数是状态单值函数）2、状态参数的积分特征：3、状态参数的微分特征：全微分，环积分＝０工质在热力过程中发生状态变化时，由初状态经过不同路径，最后到达终点，其参数的变化值，仅与初、终状态有关，而与状态变化的途径无关。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：

6、点函数12ab爬山时高度变化强度参数与广延参数p10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/kmol具有强度量的性质强度性参数：T.P.等特点：单体参数=整体参数与质量无关、无可加性强度性参数不相等时，便会发生能量的传递如ΔT→Q传递ΔP→W传递结论：强度性参数在热力过程中类似起推动作用。也称为广义力或势广延性参数：系统的V.u.H.S等特点：与强度性参数相反。整个系统参数=∑各单位参数。参数与m有关、有可加性在热力学过程中，广延性参数

7、的变化起着类似力学中的位移作用，称广义位移。例：ΔQ→ΔS，ΔP→ΔV比参数=广延性参数/总质量。v.u.H.S.等除比容v外常将“比”省略，称内能，焓，熵等。比参数无可加性。§1-3基本状态参数p7基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度T、压力p、比容v或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。§1-3基本状态参数p8压力p、温度T、比容v1、压力p垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。单位:Pa,N/m2常用单位：p2801MPa=106Pa（标准的）1atm=760mmHg=1.01325105Pa1mmHg=133

8、.322Pa1at=9.80665104Pa压力p测量相对压力：相对于大气环境