工程热力学与传热学的热力学第一定律实质.ppt

第二章 热力学第一定律 2-1 热力学第一定律的实质、内能 一、热力学第一定律的实质 （一）能量守恒定律 能量无处不在，能量转化无时不有。那么： ⑴常见的能量有那些形式呢？ ⑵能量的转化是如何实现的？ ⑶能量转化遵循什么规律呢？ （二）热力学第一定律 热一定律在热力循环中的应用 热力循环中工质接受的净热量应该等于工质对外界所做的净功： 对于1kg工质而言 例2-1 一台柴油发动机，功率7.35kW，燃油消耗率为272.1g/(kW.h)，试求它的废气每小时所排出的热量。 （柴油的发热量为43961.4kJ/kg） 从这个例题我们可以学到什么？ 功率 燃油消耗量（率） 发热量 单位统一 采用国际单位，注意不同单位制的换算 二、内能（internal energy） 定义：工质内部所具有的各种微观能量 实质：组成物质的微观粒子所具有的能量 符号：U，单位：J 或kJ 三、热力系统的储存能 2. 宏观位能：Ep ，单位为 J 或 kJ 2-2 热力学第一定律的数学表达式 能量平衡方程式 推导 q – w = ? u= u2 - u1 或 q = w + ? u 对于m工质，可写为： Q = ? U+ W 对于微元过程，可写为： 以上三式都可以称为闭口系统热力学第一定律解析式 膨胀功的概念 在状态变化过程中，由热转化为机械功的部分始终是q-△u。 闭口系统工质所做的机械功也称为容积变化功或膨胀功 注意 能量方程中的热量、功量、内能的变化量都是代数值，根据热工转化的实际情况，可为正值、零、负值。 工程上统一规定： 吸热为正、作膨胀功为正、内能增加为正 放热为负、作压缩功为负、内能减少为负 例2-2 第二章课后作业 思考题1，练习题1 作业上交要求：同第一章作业，于下周二上午（交到课代表杨立新处） * * 内容要求: 深刻理解热力学第一定律的实质 掌握热力学能（内能），储存能的含义 掌握热力学第一定律在闭口系统，稳定流动、开口系统中能量方程式的形式 掌握体积变化功，轴功，推动功，流动功，技术功的含义及相互关系 掌握焓的含义 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 能量形式 机械能 电能 热能 化学能 实 例 流动的河水、被拉开的弓、声音等 电器设备所消耗的的能量都是电能 热源厂、厨房、火电厂等 巧克力、燃料等都储存有化学能 1.各种各样的能量 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1.汽艇在海上行驶——化学能转化为机械能 2.用电照明——电能转化为光能（电磁能） 3.篝火燃烧——化学能转化为热能 4.原子弹爆炸——核能转化为机械能 2.能量之间的转化 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.能量转化与守恒定律 能量转化与守恒定律 自然界一切物质都具有能量。能量既不可能被创造，也不可能被消灭，但能够从一种形式转化为另一种形式，或者从一个（一些）物体转移到另一个（一些）物体，在转化或传递的过程中能量的总和始终保持不变。 【注意】 1.分析物理过程、求解实际问题时，对减少的某种能量，要追踪它的去向；对增加的能量，要能查寻它的来源。可以按照“总的减少量=总的增加量”列出数学方程。 2.能源利用实际就是不同形式能量之间的转换，把不便于人们利用的能量形式转变成便于利用的形式。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 热力学第一定律实质就是能量守恒和转换定律在热现象上的应用。 表述1：热可以变为功，功也可以变为热；一定量的