化工热力学教学课件02热力学第一定律多学时(高教版)概要1.ppt

⑺ 技术功 ① 技术功概念 流体流经控制容积后的动能、重力位能增加，从技术上说来与系统作轴功是相当的。将它们合称为技术功 技术功的定义： ②以技术功表达的稳态稳流能量方程 微分形式 利用技术功概念可将稳态稳流能量方程表达为 * * ③简单可压缩物质可逆过程的技术功 由上述稳态稳流能量方程，有 对简单可压缩物质的可逆过程应有过程功 综合以上两式 可见对简单可压缩物质的可逆过程有 对有限可逆过程 * * 按照积分的几何意义， P-v图上 P v 1 2 P=f(v) 过程曲线12 所夹的面积 与纵坐标轴P之间 代表过程的技术功wt * * ④以焓表达的热力学第一定律 实际上只需从数学上将热力学第一定律的基本表达式稍作处理: 即得 此式与前述稳态稳流能量方程完全一致，具有普遍意义,称作热力学第一定律第二表达式，亦称以焓表达的热力学第一定律解析式。应当指出，它仅适用于可逆过程。 第一定律两解析式可相互导出，但只有在开口系统中能量方程才用焓。 * * 例2-7（思考题7）几股流体汇合成一股流体称为合流，如图2-12所示。工程上几台压气机同时向主气道送气，以及混合式换热器等都有合流的问题。通常合流过程都是绝热的。取1-1、2-2和3-3截面之间的空间为控制体积，列出能量方程式，并导出出口截面上焓值h3的计算式。 举例 图2-12. 合流 答：认为合流过程是一种绝热、设备不作功的稳态稳流过程，并忽略流体的宏观动能和重力位能。对所定义的系统 ，由多股入流、出流的瞬时率形式稳态稳流能量方程 * * 应有能量平衡 对稳态稳流有 因此 四、稳定流动能量方程式的应用 1.蒸汽轮机、气轮机 (steam turbine、gas turbine) 流进系统： 流出系统： 内部储能增量： 0 2.压气机，水泵类 (compressor，pump) 流入 流出 内部贮能增量 0 压气机耗功 3.换热器（锅炉、加热器等） (heat exchanger: boiler、heater etc.) Slide * 换热设备 热流体放热量： 只有热量交换，无功量交换 冷流体吸热量： 焓变 Slide * 喷管和扩压管 喷管目的： 压力降低，速度提高 扩压管目的： 动能与焓变相互转换 速度降低，压力升高 忽略散热损失，无轴功 动能参与转换，不能忽略 Slide * 绝热节流 绝热节流过程，前后h不变，但h不是处处相等 h1 h2 没有作功部件 绝热 管道阀门 制冷 空调 膨胀阀、毛细管 Slide * 第二章 小结 1、本质：能量守恒与转换定律 进 - 出 = 内能增量 Slide * 通用式 2、热一律表达式： Slide * 稳流： dEcv / ?? = 0 通用式 Slide * 闭口系： ? 通用式 Slide * ? 通用式 循环 dEcv = 0 out = in Slide * 孤立系： 通用式 ? Slide * 3、可逆过程下两个热力学微分关系式 适合于闭口系统和稳流开口系统 后续很多式子基于此两式 Slide * 4、u 与 h U,H 广延参数 u,h 比参数 U 系统本身具有的内部能量 H 不是系统本身具有的能量， 而是开口系中随工质流动而携带的，取决于状态参数的能量 Slide * 5、四种功的关系 准静态下 第二章 作业 Slide * 工程热力学1 第2章 热力学第一定律 * * 电流：一秒钟内流经导线某点的电荷量作为电流大小的度量。 工程热力学1 第2章 热力学第一定律 * * 当系统向功源作功时提升该重物；当该重物落下时功源向系统作功 * 对1kg工质 δq = du +δw 以上4式适用于： 称作热力学第一定律基本表达式（第一表达式）。导出时式中各项设定为正，实际为代数值，代入数据时应视情况分别为正、负或为零。 q = ?u + w 闭口系统的 任何过程 Q = ?U + W δQ = dU + δW 对于微元过程 任何工质; 简单可压缩系统可逆过程功： ⑵ 简单可压缩物质(CM)可逆过程能量方程 对于微元可逆过程 δq = Tds； δQ = TdS δw = Pdv δW = PdV 对简单可压缩物质控制质量的可逆过程，热力学第一定律可表达为 δQ = dU + PdV （m kg, 微元过程） （m kg,