3热力学第二章详解.ppt

第二章热力学第一定律 §2-1 热力学第一定律的本质 1.热力学能 2.总能 2. 推动功和流动功 对推动功的说明 流动功: § 2-4 焓 热一律的应用到系统的基本表达式: 闭口系的能量方程式: 闭口系能量方程中的功 准静态和可逆闭口系能量方程 § 2-6 开口系能量方程 开口系能量方程的推导 开口系能量方程微分式 开口系能量方程微分式 稳定流动能量方程: 稳定流动能量方程的推导 稳定流动能量方程的推导 稳定流动能量方程 单位质量工质的开口与闭口 稳流开口与闭口的能量方程 几种功的关系 准静态下的技术功 技术功在示功图上的表示 1：动力机 火力发电装置 航空发动机（燃气循环） 燃气发电装置 燃气装置 动力机 2：压气机 火力发电装置 航空发动机（燃气循环） 燃气发电装置 燃气装置 制冷空调装置 压气机械 3：换热器 火力发电装置 制冷空调装置 换热设备 4.管道(喷管和扩压管) 喷管和扩压管 5.绝热节流 制冷空调装置 绝热节流(阀门) 第二章 讨论课 门窗紧闭房间用电冰箱降温 门窗紧闭房间用空调降温 充气问题与取系统 四种可取系统 1)取储气罐为系统(开口系) 1)取储气罐为系统(开口系) 2）取最终罐中气体为系统(闭口系) 第二章 完 压气机 燃气轮机 燃烧室 空气 废气 1) 进出口动能差小 2）进出口位能差小 3）保温层 q ? 0 ws = -△h = h1 - h20 输出的轴功是靠焓降转变的 火力发电 核电 飞机发动机 轮船发动机 移动电站 压气机 水泵 制冷 空调 压缩机 锅 炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝汽器 过热器 活塞 压气机 燃气轮机 燃烧室 空气 废气 活塞 ws = -△h = h1 - h20 输入的轴功转变为焓升 1) 进出口动能差小 2）进出口位能差小 3）对外略有放热 q ? 0 火力发电： 锅炉、凝汽器 核电： 热交换器、凝汽器 制冷 空调 蒸发器、冷凝器 锅 炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝汽器 过热器 活塞 热流体放热量： 3）没有作功部件 热流体 h1 h2 1) 进出口动能差小 2）进出口位能差小 火力发电 蒸汽轮机静叶 核电 飞机发动机 轮船发动机 移动电站 压气机静叶 喷管目的： 压力降低，速度提高 扩压管目的： 速度降低，压力升高 动能与焓变相互转换 管道阀门 制冷 空调 膨胀阀 活塞 说明: 绝热节流前后h不变 h1 h2 没有作功部件 绝热 进出口动位能差忽略 思考题 工质膨胀是否一定对外作功？ 向真空膨胀，自由膨胀 定容过程是否一定不作功？ 开口系，技术功 定温过程是否一定不传热？ 相变过程（冰融化，水汽化） 水轮机 作业： P.57-60 2－3; 2－4; 2－9； 2－12。 以房间为系统 绝热闭口系 闭口系能量方程 T 电冰箱 以房间为系统 绝热闭口系 闭口系能量方程 T 空调 Q 例: 储气罐原有气体m0,u0 输气管状态不变，h 经?时间充气，关阀 储气罐中气体m 求：储气罐中气体内能u’ 忽略动、位能变化，且管路、储气罐、阀门均绝热 m0,u0 h 1）取储气罐为系统 开口系 2）取最终罐中气体为系统 闭口系 3）取将进入储气罐的气体为系统 m0,u0 h 闭口系 4）取储气罐原有气体为系统 闭口系 忽略动位能变化 h 绝热 无作功部件 无离开气体 * 本质：能量转换及守恒定律在热过程中的应用 热一律又可表述为“第一类永动机是 不可能制成的” 热一律可表述为: 热是能的一种,机械能变为热能,或热能变机械能时,它们间的比值是一定的. 分子动能（移动、转动、振动）分子位能（相互作用） 核能 化学能 热力学能 ? 热力学能是状态参数 ?符号: U: 广延参数 [ kJ ] u: 比参数 [kJ/kg] ?热力学能总以变化量出现，热力学能零点人为定 说明： §2-2 热力学能和总能 物体的内动能，内位能，化学能，原子核能称为热力学能 温度的函数 比体积和温度的函数 外部储存能: 宏观动能 Ek= mc2/2 宏观位能 Ep= mgz 机械能 系统总能: E = U + Ek + Ep e = u + ek + ep 热力学能、动能和位能总和称为热力系统的总储存能，简称总能以 E 表示. 作功 §2-3 能量的传递和转化