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第一章 基 本 概 念 热力系统选取的人为性 边界特性 2、热力系统分类 例如: 四、系统的内部状况(热力系统其它分类方式) 第二节 状态和状态参数一、状态和状态参数 状态参数的积分特征 状态参数的微分特征 2)热力学第零定律 3)常用温标:温度的数值标尺,称作温标 三、强度参数与广延参数 第三节 平衡状态 3、说明: 平衡与稳定 简单可压缩系统 座标图: 第四节 准静态过程、可逆过程 二、准静态过程 2、满足准静态过程的条件 4、引入准静态过程的作用 三、可逆过程 典型的不可逆过程 典型的不可逆过程 引入可逆过程的意义 第五节 功 二、容积功:因容积变化和外界发生作用 准静态过程的容积变化功 示功图 准静态容积变化功的说明 摩擦损失的影响 摩擦损失的影响 功的表达式 三、热 量 热量与容积功 熵( Entropy)的定义 熵的说明 示功图与示热图 第六节 热力循环 正循环 逆循环 动力循环的评价指标 制冷循环的评价指标 供热循环的评价指标 第一章 小 结 第一章 讨论课 强度量与广延量 思考题 判断是否准静态与可逆(1) 判断是否准静态与可逆(2) 判断是否准静态与可逆(3) 判断是否准静态与可逆(4) 有用功 可逆过程与准静态过程的功 可逆过程与准静态过程的功 自由膨胀过程 气体混合过程 灵活处理功的计算 蒸汽流经减压阀进入汽轮机 典型的不可逆过程,因有漩涡,产生耗散 是不是准静态,取决于开度 带活塞的气缸中,水被缓慢加热 缓慢加热,每一时刻水有确定的温度 准静态加热 火与水有温差 外不可逆 以水为系统 内可逆 以水+活塞为系统 活塞与壁面无摩擦 内可逆 活塞与壁面有摩擦 内不可逆 电或重物 电或重物带动搅拌器加热容器中气体 电功 热 机械功 热 耗散 是否准静态,看加热快慢 但不可逆 p,T p0 假如重物有无限多层 每次只去掉无限薄一层 p v 1 2 . . . 系统随时处于平衡态 1、定义:如果过程中热力学系统经历的是一系列平衡状态,并在每次状态变化时仅无限小地偏离平衡状态,则称为准静态过程。 既是平衡,又是变化 疑问:理论上准静态应无限缓慢,那工程上怎样处理? 3、实际意义 时间条件: 有足够时间恢复新平衡 一般的工程过程都可认为是准静态过程 压力条件:△P =P-P外 0 温度条件: △T=T-T外 0 可以用状态参数描述每个状态 可以用状态方程式进行计算 可以在坐标图上表示出来 可以计算过程中系统与外界交换的功和热 例:活塞式内燃机 2000转/分 曲柄 2冲程/转,0.15米/冲程 活塞运动速度=2000?2 ?0.15/60=10 m/s 压力波恢复平衡速度(声速)350 m/s 破坏平衡所需时间 (外部作用时间) 恢复平衡所需时间 (驰豫时间) 系统经历某一过程后,如果能使系统沿相同路径回复到初始状态,而系统所涉及的外界同时恢复到初始状态,不留下任何痕迹,则此过程为可逆过程。 注意:可逆过程只是指可能性,并不是指必须要回到初态的过程。 1、定义 2、准静态过程和可逆过程 准——只要求系统内部平衡 可——还要求系统与外界平衡 无不平衡势差 无耗散效应 可逆过程一定是准静态过程 准静态过程不一定是可逆过程,它只是可逆过程的必要条件。 不平衡过程一定是不可逆过程 可逆过程完全理想,以后均用可逆过程的概念。准静态过程很少用。 准静态过程 + 无耗散效应 = 可逆过程 通过摩擦使功变热的效应(摩阻,电阻,非弹性变形,磁阻等) 不等温传热 T1 T2 T1T2 Q 自由膨胀 真空 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 节流过程 (阀门) p1 p2 p1p2 混合过程 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ? 准静态过程是实际过程的理想化过程, 但并非最优过程,可逆过程是最优过程。 ? 实际过程不是可逆过程,但为了研究方 便,先按理想情况(可逆过程)处理, 用系统参数加以分析,然后考虑不可逆 因素加以修正。 功是系统与外界通过边界相互作用的一种方式(传递的一种能量)。当系统完成功时,它对外界的全部作用,可用在外界举起重物的效果来代替。在力的推动下,通过有序运动方式传递的能量。 一、功的定义: 2、热力学定义 1、力学定义: 力 ? 在力方向上的位移 F= p外?A= p?A p外=p ds p p外 f A 以汽缸中1Kg工质为系统
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