第1章基本概念课件1.ppt

工程热力学1 第1章 基本概念 §1.1 热力学系统和外界 控制质量(Control mass—CM) 控制容积(Control Volume—CV) 例如：汽轮机汽缸内部空间 ⑵ 热力学中常见的两种特殊外界 §1.2 热力学平衡 §1.3 热力学状态参数 ②状态参数是系统对应的某种微观特性的统计平均结果 §1.4 基本状态参数 对应于单位量（通常为kg）工质的广延参数为比参数，具有强度参数的性质 比体积——系统中单位量物质所具有的容积 ⑵ 压力 ⑶ 温度和第零定律 常用温标 ②热力学第零定律 例1-1（习题1-8） ⑷ 热力学状态参数熵的定义 经历可逆的微元过程时，系统的熵变量dS等于该微元过程中系统所吸入的热量?Q与吸热当时的热源温度T 之比 ⑸ 状态参数热力学能(U) §1.5 热力过程 常见的不可逆过程大致有如下几种： §1.6 热力循环 热机（正向）循环 ② 制冷循环 制冷（逆向）循环 ⑵ 循环的净热量和净功 ①净热量 ⑶ 循环的工作系数（性能系数） ① 热机的循环热效率 ③ 热泵装置的供热系数 * 第1章 基本概念 ( Some Bacic Concepts Definitions ) 热力系统(热力系、系统) ⑴ 系统和外界 外界 研究热力学问题时所定义的研究对象 除系统以外的所有客观存在 热力学系统分为两大类： 例如，气缸-活塞系统中的气体 亦称闭口系统 所定义的系统为特定的某一部分质量 W Q 所定义的系统为特定的某一空间领域 亦称开口系统 泛称的“系统”通常均指控制质量（闭口系统） 环境 热源 热力学中讨论问题时泛称的热源，通常指的是恒温热源，亦称“热库”，或“热汇” 在与系统发生相互作用的过程中，其本身的压力、温度，以及化学组成等特性都保持不变的庞大而静止的外界物系 地壳、大气、海洋等都可以抽象认为是环境 过程中与系统发生热交换的外界物体 讨论循环问题时常将： 向工质供热的外界物系特称为“热源”（高温热源） 自工质吸热的外界物系特称为“冷源”（低温热源） ⑴ 热力学系统的状态 热力学状态：系统在某一时刻所呈现出来的热力学方面的宏观物理状况 ⑵ 热力学平衡状态 不受外界作用的条件下，系统能够长久保持而不发生变化的状态 对于一个控制质量而言，“不受外界作用”指的是不与外界发生传热，不发生功的交换 “平衡”不是简单地仅指不随时间变化，不等同于“稳定” ⑶ 热力学平衡的内容 热力学平衡包括： 力学平衡：系统中各部分间不存在不平衡力的作用，相互间不会作功，从而不会引起系统内部的压力变化和密度变化 热平衡：系统中各部分间不存在温度差别，因而系统内部不同部分间不会发生传热现象 化学平衡：系统中各相间不存在化学势差，不会发生化学反应、相变、溶解、等现象，即不同相之间不发生质量转移 “相”指的是物质内部性质均匀一致的聚集体 工程热力学中所分析的系统，往往不存在化学反应，也不存在相变现象（属于单相系），这种情况下系统只需达到了热平衡和力平衡，就算达到了热力学平衡 当系统到达某一热力学平衡状态时，对应将有确切的一组压力和温度参数 ⑷ 平衡状态是进行热力学分析的基础 热力学平衡是经典热力学理论中最基本、最重要的概念之一： ·仅当系统处于平衡态时，才能给予确切描述 ·热力学基本理论实际上针对系统的平衡特性而给出相关结论 ·经典热力学中所说的状态原则上是热力学平衡状态；热力过程是由一系列平衡状态构成的过程 状态参数——描述热力系状态的物理量 ①状态参数对所描述的状态具有单值性 状态参数只与系统当前的状态有关，对应于系统特定的状态，状态参数应有确定的、唯一的值 状态参数只对平衡状态才有定义 ③ 状态参数在数学上的组合也是状态参数 例如，热力学温度只不过是气体分子运动强度在宏观上的反映 例如状态参数焓的定义式为h=u+Pv，式中u、P、v均为状态参数，h是它