工程热力学1-6课件.ppt

工程热力学 1、热力学系统（热力系统、热力系、系统） 边界特性 热力系统分类 4、平衡状态 平衡与稳定 平衡与均匀 5、状态公理 简单可压缩系统的独立变量数 6、状态方程式 7、热力参数及坐标图 座标图 8、功和热量 9、热力过程 10、热力循环 11、单位制 1、准静态过程 准静态过程的工程条件 ——若过程进行的相对缓慢，工质在平衡被破坏之后自动回复平衡所需的时间，即弛豫时间又很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不至于显著的偏离平衡状态。 实际过程可以作为准静态过程来处理？ 准静态过程的工程应用 2、可逆过程和不可逆过程 练习题：温度为100℃的热源，非常缓慢地把热量加给处于平衡状态下的0℃的冰水混合物，试问：1、冰水混合物经历的是准静态过程吗？2、加热过程是否可逆？A 是，是 B 是 , 否 C 否, 是 D 否, 否 B 解： 1. 此热力过程可近似为准静态过程，因为此过程的弛豫时间很短，冰水混合物重建热力平衡的时间远远小于传热过程对冰水混合物平衡状态的破坏; 2. 此过程冰水混合物和外界热源之间存有温差，100℃的高质能通过传热过程转换为0℃的低质能，有能量耗散，为不可逆过程。 可逆过程的实现 常见的不可逆过程 引入可逆过程的意义 1、热力学第一定律的本质 2、内能 内能的说明 3、焓 闭口系统热一律表达式 闭口系统可逆过程热一律表达式 开口系统热一律的表达式 开口系能量方程的推导 开口系统能量方程微分式 5、系统的储存能 功 推动功的表达式 几种功的关系 对功的小结 6、稳定流动能量方程及其应用 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 稳流开口与闭口的能量方程 应用举例：1）动力机 应用举例：2）压气机 工程热力学的两大类工质 理想气体模型 哪些气体可当作理想气体 摩尔容积 (Vm) 阿伏伽德罗假说: 相同 p 和 T 下各理想气体的摩尔容积Vm相同 Rm与R 的区别 计算时注意事项 计算时注意事项实例 实际气体模型 实际气体的体积与同温度下理想气体的体积之比。 在气、液相变时存在临界状态，此时相应的热力学参数。 6、理想气体的比热容、内能及焓 比热容是过程量还是状态量? cv和cp的说明 理想气体内能的计算 定值比热容 理想气体焓的计算 6、混合气体 混合物的折合摩尔质量与折合气体常数 分压定律 分体积定律 研究热力学过程的目的与方法 研究热力学过程的对象与方法 研究热力学过程的依据 研究热力学过程的步骤 1、定容、定压、定温和定熵过程 理想气体 过程的p-v,T-s图 定压过程 理想气体 过程的p-v,T-s图 定温过程 理想气体 过程的p-v,T-s图 定熵过程 理想气体 s 的过程方程 理想气体 过程的p-v,T-s图 2、多变过程 理想气体多变过程的p-v,T-s图 多变过程与基本过程的关系 3、压气机的压缩轴功 活塞式压气机的压气过程 可能的压气过程 三种压气过程的参数关系 三种压气过程功的计算 4、余隙 活塞式压气机的余隙影响 余隙容积对理论压气功的影响 余隙容积对理论压气功的影响 余隙容积对产气量的影响 5、两级压缩中间冷却分析 最佳增压比的推导 最佳增压比的推导 分级压缩的其它好处 分级压缩的级数 1、热二律的表述与实质 热功转换 传 热 两种表述的关系 开尔文－普朗克表述不可能从单一热源取热，并使之完全转变为有用功而不产生其它影响。 热二律的实质 热一律与热二律 热一律否定第一类永动机 2、卡诺循环与卡诺定理 1）卡诺循环— 理想可逆热机循环 卡诺循环热机效率 卡诺循环热机效率的说明 ? ?t,c只取决于恒温热源T1和T2，与工质性质无关； 卡诺逆循环?卡诺制冷循环 T0 ? c 卡诺逆循环?卡诺制热循环 T1 ? ’ 三种卡诺循环 2）卡诺定理— 热二律的推论之一 定理：在两个不同温度的恒温热源间工作的所 有热机，以可逆热机的热效率为最高。 卡诺定理小结 1、在两个不同 T 的恒温热源间工作的一切 可逆热机 ?tR = ?tC 卡诺定理的意义 从理论上确定了通过热机循环 实现热能转变为机械能的条件，指 出了提高热机热效率的方向，是研 究热机性能不可缺少的准绳。 对热力学第二定律的建立具有 重大意义。 3、熵 熵的导出 = 可逆循环 不可逆循环 熵是状态量 = 可逆 不可逆 不可能 熵流和熵产 对于任意微元过程有： 熵流、熵产和熵变 熵变的计算方法 熵变的计算方法 4、孤立系统熵增原理 为什么用孤立系统？ 卡诺提出：卡诺循环效率最高 即在