刘中良-北京工业大学-高等工程热力学-第1讲.ppt

by Professor Liu Zhongliang 高等工程热力学 Advanced Engineering Thermodynamics 第一讲 引论 参考书目 蒋汉文，邱信立编著，热力学原理与应用，同济大学出版社，上海，1990年 苏长荪主编，高等工程热力学，高教出版社，北京，1987年 谢锐生著，热力学原理，人民教育出版社，北京，1981 H. D. 贝尔著，工程热力学——理论基础与应用，科学出版社，北京，1983 参考书目 G. N. Hatsopoulos and J. H. Keenan, Principles of General Thermodynamics, Robert E. Krieger Publishing Company, New York, 1981 M. W. Zemansky, Heat and Thermodynamics, McGraw-Hill Book Company, New York, 1968 Kenneth Wark, Thermodynamics, McGraw-Hill Book Company, New York, 1977 吴沛宜，马元编著，变质量系统热力学及其应用，高等教育出版社，北京，1983 参考书目 赵广绪，R. A. 格林肯著，流体热力学——平衡理论的导论，化学工业出版社，北京，1984 熊吟涛等编著，热力学，人民教育出版社，北京，1981 马本堃等编著，热力学与统计物理学，人民教育出版社，北京，1982 湛垦华，沈小峰编，普里高津与耗散结构理论，陕西科学技术出版社，西安，1982 参考书目 斯蒂芬·霍金著，时间简史，湖北科学技术出版社，长沙，1995 彼得·柯文尼，罗杰·海菲尔德著, 时间之箭，湖北科学技术出版社，长沙，1995 杨思文等合编，高等工程热力学，高等教育出版社，重庆，1988 教与学 授课 阅读、自学 作业 习题、课外作业 本讲主要内容 热力学及其发展简史 发展简史：从伽利略到卡诺 什么是热力学 热力学与其它科学 热量与功量：热力学过程量 温度与热力学第0定律 状态参数与状态公理 1.1 热力学及其发展简史 1.1.1 发展简史 热力学的起源与温度计的研制密切相关 热力学的研究对象：热现象 热与温度的概念：密切相关 源远流长 1600前后的Galileo时代 Galileo首先制造了“实用的温度计” 鸡蛋大小的玻璃容器 玻璃管 伽利略的温度计 Galileo and his thermometer 大气压的变化 温度与温度计 17世纪得到实质性改进 Jean Rey（法国人）： 液体膨胀球杆式温度计（一端没有封闭） 1640年：斐迪南II世（Grand Duke Ferdinand II) 闭杆式酒精温度计 这些温度计先后用于： 医学体温测量；农业孵化；大气室温 先辈：测量一个没有确切定义的量 温度？？ 热量 对我们的先民而言： 同处于寒冷气候条件下的木块和金属块，为什么会有冷热不同的感觉？ 说明温度源于冷热感觉，又独立于冷热感觉 平衡的概念（冷热不同，是什么相同？温度） 冷热不同的物体相接触，最终达到相同的冷热程度： 温度是物体冷热变化的驱动力 物体之间交换的是什么？是温度吗？ 量热学 1620年： Francis Bacon 第二个问题 1770年： Joseph Black(英国人，Glasgow University) 实验证明：温度即不守恒，也不能被传递 创立了量热学（calorimetry） 在量热学过程中，存在着温度以外的量，该量在过程中守恒－热质（heat caloric) 热质可以从第1个物体传递到第2个物体，然后再从第2个物体传递给第3个物体，而使第2个物体不变。 热质说(Caloric theory) 基于Black的工作 当时人们没有意识到 Black过程中系统的功唯一地由过程的终态决定 定容过程或定压过程 在科学史上统治了近3/4个世纪 影响深远 概念错误 直到1840年前后 建立了正确的热量的概念 热质说 热质 无处不在 不能被创生也不能被消灭 守恒的微妙流体 “权威的”表述 Edinburgh University，William Cleghorn， 1779年， 博士论文答辩 由5个要点构成 热质说 热质 是一种弹性流体，其粒子相互排斥 与普通物质相互吸引 不同物质对热质粒子的吸引力不同 不同聚集态物质对热质粒子的吸引力也不同 守恒：不能被消灭，也不能被创生 可以显式的，也可以潜伏式的 有限重量 热质说 方法论上的缺陷 简单地、补补丁式地罗列出一系列必要假说以解释所观察到的现象，绝对不可能形成完全可靠的科学学说 热质说真正的“软肋” 摩擦生热现象 冷热程度相同的车轴和车轮，由于摩擦产生大量的热，使温度飞