02第二章能量转换的基本概念和基本定律.ppt

第一节 基本概念 一 热力系和工质 1、热力系 热力学中所研究的对象称为热力学系统，简称热力系。 常见的热力系 (1)、闭口系：热力系与外界没有物质交换。（C.M) (2)、开口系：热力系与外界有物质交换。 (C.V) (3)、绝热系：热力系与外界无热量交换。 (4)、孤立系：热力系与外界既无能量交换又无物质交换。 (5)、简单可压缩系：热力系与外界只有一种体积变化功的交换。 (6)、热源：无限大的热库，吸入热量和放出热量后，温度不变。 热力系边界的特点 固定边界 移动边界 真实的边界界面 假想的空间界面 2、工质 实现能量相互传递与转换的物质（介质）称为工质。 如：水蒸汽、 内燃机中工作的燃气 制冷剂 常用的气态物质等。 二 平衡状态及基本状态参数 1、平衡状态 在没有外界影响的条件下，热力系的宏观性质不随时间变 化的状态称为平衡状态（平衡态）。 若系统的各部分之间没有热量传递,则系统处于热平衡. 若系统的各部分之间没有相对位移,则系统处于力平衡. 处于平衡态的热力系，各处应具有均匀一致的温度、压力等宏观物理量。 实现热力平衡态的条件（无化学反应等其它不平衡势）： 温度平衡（热平衡）。 压力平衡（力平衡）。 处于平衡态的热力系可用确定的压力、温度等宏观的物 理量来描述。 2、状态参数及其特点 状态参数； 描述热力系统所外状态的宏观物理量。 状态参数的特征： 只取决于状态，与过程（路径）无关。 数学特征 3、基本状态参数 (1)、比体积 单位 m3/kg 密度 (2)、压力（压强） 单位：Pa 压力的国际制单位： 1 MPa = 103 kPa = 106 Pa 其它非国际制压力单位： 标准大气压 atm： 1 atm = 101325 Pa 工程大气压 at (kgf/cm2);： 1 at = 9.8067×104Pa 巴 bar，毫巴mbar 1 bar ＝1000 mbar＝105 Pa 毫米汞柱 mmHg： 1mmHg＝133.32 Pa 毫米水柱 mmH2O： 1mmH2O＝9.8067 Pa 压力的测量（1） 当 p pb 时 ，p = pb + pg p g 称为表压（压力表） 当 p pb 时， p = pb - pv p v 称为真空度（真空表） 压力的测量（2） p = pb + pg = pb + ρgh p = pb – pv = pb – ρgh pg: 表压 pv：真空度 (3) 、温度 物体冷热程度的标志；系统热平衡的物理特征量。 热力学第零定律： 当物体C同时与物体A和B接触而达到热平衡时,物体A和B也一定热平衡。 这一事实说明物质具备某种宏观性质。若两个热力系分别与第三个热力系热平衡，那么这两个热力彼此处于热平衡。这一宏观物理性质称为温度。 温标： 热力学第零定律是温标的理论依据。 a、热力学温标: 水的三相点为 273.16 K,单位“开尔文” 是水有三相点温度的1／273。16 T 单位 K， T = 273.15 + t b、摄氏温标 水的三相点为0.01 ℃，水的标准沸点为100 ℃。 t 单位 ℃ t = T - 273.15