工程热力学第二章解读.ppt

2–1 热力学第一定律的实质 一、第一定律的实质 能量守恒与转换定律在热现象中的应用。 二、第一定律的表述 热是能的一种，机械能变热能，或热能变机械能的时候，他们之间的比值是一定的。 或： 热可以变为功，功也可以变为热；一定量的热消失时必定产生相应量的功；消耗一定量的功时，必出现与之相应量的热。 三、热力学能是状态参数 测量 p、V、T 可求出 △U 2–3 能量的传递和转化 一、推动功(flow work; flow energy)和 流动功(flow work; flow energy) 2-4 焓 (enthalpy) 定义：H=U+pV h=u+pv 单位：J（kJ） J/kg（kJ/kg） 焓是状态参数。 物理意义： 引进或排出工质而输入或排出系统的总能量。 闭口系基本能量方程式： 进入系统的能量总和－离开系统的能量总和= 热力系总储存能的增量 归纳热力学解题思路 1）取好热力系; 2）计算初、终态; 3）两种解题思路 2–6 开口系能量方程式 进入系统的能量总和－离开系统的能量总和= 热力系总储存能的增量 由开口系导出闭口系基本能量方程式 归纳热力学解题思路 1）取好热力系; 2）计算初、终态; 3）两种解题思路 三、稳定流动能量方程(steady-flow energy equation) 稳定流动特征： 2-7 稳定流动能量方程式的应用 1.蒸汽轮机、气轮机 (steam turbine、gas turbine) 2.压气机，水泵类 (compressor，pump) 流入 * * 第二章 热力学第一定律  First law of thermodynamics 2–1 热力学第一定律的实质 2-2 热力学能（内能）和总能 2–5 热力学第一定律基本表达式 2–6 开口系基本能量方程式 2–7 开口系能量方程式的应用 2-4 焓 2-3 能量的转化和传递 2–2 热力学能（内能）和总能 一、热力学能(internal energy) Uch Unu Uth Uk 平移动能 转动动能 振动动能 Up— 二、总（储存）能(total stored energy of system) 总能 热力学能，内部储存能 外部储存能 宏观动能 宏观位能 四、热力学能单位 五、工程中关心 宏观动能与内动能的区别 △U 推动功：系统引进或排除工质传递的功量。 p v p1 v1 1 o 流动功：系统维持流动 所花费的代价。 推动功在p-v图上： 闭口系（closed system） 控制质量 —没有质量越过边界 开口系（open system） 控制体积 —通过边界与外界有质量交换 1. 按系统与外界质量交换 热力系分类 复习 1）闭口系与系统内质量不变的区别； 2）开口系与绝热系的关系； 3）孤立系与绝热系的关系。 注意： 3. 简单可压缩系（simple compressible system） —由可压缩流体组成，无化学反应, 与外界只交换体积变 化功的系统。 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. 按能量交换 四、热力系示例 1．刚性绝热气缸-活塞系统，B侧设有电热丝 红线内（A） ——闭口绝热系 黄线内不包含电热丝 ——闭口系 黄线内包含电热丝 ——闭口绝热系 兰线内 ——孤立系 四、热量与功的异同： 1.均为通过边界传递的能量； 3.功传递由压力差推动，比体积变化是作功标志； 热量传递由温差推动，比熵变化是传热的标志； 4.功是物系间通过宏观运动发生相互作用传递的能量； 热是物系间通过紊乱的微粒运动发生相互作用而传递的能量。 功 2.均为过程量； 热 是无条件的； 热 功 是有条件、限度的。 1-7 热力循环 一、定义： 封闭的热力过程 特性：一切状态参数恢复原值，即 二、可逆循环与不可逆循环(reversible cycle and irreversible cycle ) 三、动力循环（正向循环）（power cycle; direct cycle ） 输出净功； 在p－v图及T－s图上顺时针进行； 膨胀线在压缩线上方；吸热线