第二章 热力学定律

《第二章 热力学定律》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二章热力学第一定律一、实质当热能与其它形式的能量相互转换时，能量的总量保持不变。适用于一切工质，一切热力过程。平衡方程：进入系统的能量—离开系统的能量=系统储存能量的变化量。二、储存能：系统储存的能量系统储存的能量称：内部储存能量和外部储存能1、内部储存能——内能（热力学能）用U表示，是状态参数。定义：a.储存于系统内部的能量；b.与工质粒子系统运动有关。特点：a.分子热运动形式的内动量，是温度的函数；b.分子间相互作用的内位能，是温度的函数；c.维持一定分子结构的化学能，原子核内部的原子能及电磁场作用下的电

2、磁能等。2、外部储存能量定义：需要同在系统外的参考坐标系测量的参数来表示能量。宏观动能：重力位能：mgz3、系统总的储存能热力学能、动能、位能之和单位储存能：三、迁移能——能量与热量（是过程量）　能量是状态参数，但传递和转换则是靠做功和传热表现出来，故功量和热量都是系统与外界所传递的能量，而不是系统本身具有的能量，其值不由系统的状态决定，而是与传递时所经历的具体过程有关，所以功量和热量不是系统的状态参数，而是与过程特征有关的过程量。１、体积变化功Ｗ（或膨胀功）定义：系统体积变化所完成或膨胀功或压缩功。２、轴功Ｗ

3、Ｓ系统通过叶轮机械的轴与外界交换的功。３、推动功或流动功　　开口泵因工质流动而传递的功——ＰＶ　　推动功流动功：进出质量的推动功之类。４、技术功：技术上可利用的功５、有用功和无用功体积变化功Ｗ系统体积变化所做的功a.过程可逆；b.膨胀功是Ｗ＝；c.膨胀功往往对应　所求的功；轴功ＷＳ系统通过轴与外界交换的功a.轴功是开口系所求的功；b.当工质进出口的功，位能被忽略时　＝ＷＳ　所以此时开口系统所求的功也是技术功；流动功Ｗf开口泵存储质量迁移所做的功流动功是进出口推动功之差；技术功技术上可利用的功a.ＷＳ与的关系：；

4、b.与，　的关系；c.当过程可逆时；四、焓H：内能+推动功之和H=U+PVJKJ单位焓KJ/Kg五、闭口系的能量方程（控制质量）六、稳定流动系的能量方程1、稳定流动：开口系内任意一点的工质其状态参数不随时间变化而变化的流动过程。具备三个条件：a.进出口截面参数与其无关；b.系统与外界交换的功量和热量与时间无关；c.工质流量与时间无关，且进出口质量相等。2、稳定流动的功能量方程进口：出口：列方程：热力学第一定律的第二解析式；七、一般开口系的能方程一般开口系指控制体积可胀缩的空间，各参数随时间而变化的非稳定流动系统

5、。微方程：八、能量方程式的应用a.动力机：工质对机械做功当动、势能均小，不考虑时b.压气机机械对工质作功。c.换热器特点：只有能量交换的作用，冷损越小越好；d.管道：e.节流：第三章理想气体的性质与过程一、理想气体的概念及状态方程1、分子间作用力分子本身体积理想气体忽略忽略实际气体要考虑要考虑１、状态方程：克拉贝隆方程3、阿佛加德罗定律：同温度同压力下气体摩尔体积相同。注意：a.状态方程只能用于平衡态，不能用于过程计算；b.必须采用绝对温度和绝对压力；c.单位统一。二、理想气体的比热容1、定义：单位质量的物体温

6、度升高1K或（1℃）所需的热量称质量，简称比热容：J/Kg*K理想状态下，只是温度的函数：c=f(T)名称比热容摩尔热容容积热容单位比定压热容比定容热容比热容与等摩尔焓的关系：迈耶尔公式：定容时，定压时，2、比容热与温度的关系简单可压缩系：理想气体：a.真实比容热：b.平均比容热：从到时间间隔内，积分平均值c.定值比容热：当气体温度不太高，且变化范围不大，或粒度要求不高时气体种类K单原子167双原子1.40多原子1.3绝热指数：三、理想气体的热力学能焓和熵焓：对理想气体，任何一个过程内能的变化量都和同样温度范围

7、的定容过程内能变化相等；对理想气体，任何一个过程焓的变化量都和同样温度范围的定压过程内能变化相等；工程上可用下列集中方法计算a.按定值比容求算；b.按真实比容求算；c.按平均比容求算；d.直接利用图表；：（要注意基准点）熵：熵表达式与比容的表达式相似，但熵是T，P，V三者之间的函数，即，比容只是与T有关的函数；熵的计算公式：（理想气体）已知（T，P）时：真实；定值；已知（T，V）时：真实；定值；已知（P，V）时：真实；定值四、研究热力过程的目的和方法1、目的：力求通过有利的外部条件，合理的安排热力学过程以提高热

8、能和机械能的转换率。2、任务：根据过程进行的条件，设定过程中工质状态参数的变化规律，并分析能量的转换关系；3、分析热力过程的依据4、研究方法和步骤方法：抽象简化为可逆过程，加以修正。步骤：a.建立过程方程；b.由方程建立初态PVT参数，以确定未知数；c.将过程中状态参数的变化规律，在图表上表示出来，进行定性分析，P-V图，T-S图；d.根据气体的性质，确定过程中（变化量）；e.根据热力