2热力系统.ppt

于是有 2 1 Tds q＝ ò （1－17） 对于质量为m的工质，则 2 1 Tds Q＝ m ò * 热量不是状态参数，而是过程量 1.3.4 热力循环 封闭的热力过程称为热力循环。即工质从某一初态出发，经历一系列中间状态后，又回到初态的封闭过程。 * 根据循环的热力学特征，可把循环分为热机循环（正循环）和制冷循环（逆循环）。 一、正循环与热效率 1、正循环（direct cycle） 正循环的效果是使热能转变为机械能，所有的热力发动机（简称热机）均按正循环工作。所以正循环又称为热动力循环，或热机循环。 * 如左图所示，循环按顺时针方向进行， 1－2－3为膨胀过程，工质从高温热源吸收 热量Q1，经3－4－1回到初态的过程中，向 低温热源放出热量Q2。工质对外做功的净功 为W,用循环1－2－3－4－1所包围的面积表 示，等于工质从高温热源吸收的热量与向 低温热源放出的热量之差。即 W＝Q1－Q2 （1－18） * 正向循环的全部效果 1、工质从高温热源吸收热量Q1 2、低温热源获得热量Q2 3、净吸热量Q0=Q1－Q2 4、作出净功W=Q0 结论： 工质从高温热源得到热量Q1 对外作出循环净功W＝Q1－Q2 向低温热源放出热量Q2 （补充条件） * 2、热效率（thermal?efficiency） = 得到收获 经济性指标（热效率） 花费代价 t 1 w = Q h = Q1－Q2 Q1 = 1－ Q2 Q1 （1－19） * 二、逆循环（ reverse cycle ） 1、逆循环：逆循环的效果是消耗一定的机械能，把热量从低温热源转向高温热源。 如左图所示，循环按逆时针方向进行 1－4－3表示膨胀过程，从低温热源吸取热量Q2 3－4－1表示压缩过程，向高温热源放出热量Q1 由于压缩过程线在膨胀过程线的上方，则压缩功 大于膨胀功，所以，工质循环后要消耗的净功W为 W＝Q1－Q2 * 逆向循环的全部效果 1、低温热源吸收热量Q2 2、消耗机械能 W转化为热量Q＝W 3、高温热源得到热量Q1 结论： 外界消耗功 W＝Q 从低温热源吸收热量Q2 （补充条件） 高温热源得到热量Q1 * ?2、热效率(thermal?efficiency) ? 制冷系数 供热系数 ＝ 得到收获 经济性指标(性能系数) 花费代价 ε＝ ＝ Q2 W Q2 Q1－Q2 ε＝ ＝ Q1 W Q1 Q1－Q2 ′ （1－20） （1－21） * （Thermodynamic system） 1 热力系统 * 本章建立了本课程的基本术语和基本概念，工程热力学的体系就是在为数不多的术语和概念及从人类实践中总结得到的基本定律，如热力学第一定律、第二定律的基础上通过严密的数学推理建立起来的，所以掌握、理解这些术语、概念是学好工程热力学的基础。 * 1.1.1 热力系统的定义及分类 （一）概念： ? 热力系统--thermodynamic?system (system)?： 1.1 热力系统的基本概念 外界 系统 固定边界 移动边界 系统 外界 边界 (a) (b) 图1-1 热力系统 是从一个实际系统中人为分割出来，作为热力学研究对象的有限物质系统。 ? 边界--boundary： 系统与外界的分界面（线）。 ? 外界--surrounding ： 系统以外并与系统相互作用的周围物体。 * ?边界示意图 * * （二）热力系统分类 1）按热力系统与外界的质量交换情况分：? 闭口系—closed?system? —没有质量越过边界 开口系—open system  —通过边界与外界有质量交换 * 绝热系—adiabatic system— 与外界无热量交换; 孤立系—isolated system— 与外界无任何形式的质能交换。 2）按有无物质和能量交换的特殊情况分? * 1.1.2 热力学平衡状态 一、热力学状态—tate?of?thermodynamic?system 把工质在热力变化过程中的某一瞬间所呈现的宏观物理状况称为工质的热力学状态，简称状态 二、平衡状态（简称平衡态）： － thermodynamic?equilibrium?state 定义：在没有外界影响（忽略重力场）的条件下，系统的宏观性质不随时间变化的状态，称为平衡状态，简称平衡态。 *