第一单元 热力学基础讲稿.ppt

* 1．定义：无外界影响系统保持状态参数不随时间而改变的状态。 ?热平衡： 在无外界作用的条件下，系统内部、系统与外界 处处温度相等。 ?热力平衡的充要条件 —系统同时达到热平衡和力平衡。 平 衡 状 态 发动机热力学基础 ?力平衡： 在无外界作用的条件下，系统内部、系统与外界 处处压力相等。 * 讨论： 1）平衡与均匀 2）平衡与稳定 发动机热力学基础 系统平衡与均匀、稳定的关系 * 准静态过程 定义： ——偏离平衡态无穷小，随时恢复平衡的状态变化过程。 ——热力系从一个平衡态连续经历一系列平衡的中间状态，过渡到另一个平衡状态的过程。 实现条件条件： 破坏平衡状态存在的不平衡势差应为无限小，有足够的时间恢复新平衡。 准静态过程可在状态参数图上用连续实线表示 发动机热力学基础 * 可逆过程 定义：如果系统完成某一热力过程后，再沿原途径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。 可逆过程实现充要条件： ——首先是准平衡过程，因为有限势差的存在必然导致不可逆； ——可逆过程中不应包括诸如摩擦、电/磁阻等的耗散效应。 发动机热力学基础 * 1.可逆过程======准静态过程+无耗散效应 2.准静态着眼于系统内部平衡，可逆着眼于系统内部及系统与外界作用的总效果 3.一切实际过程不可逆（气体混合、热传导） 总结： 发动机热力学基础 充要 条件 * 理想气体的热力过程 一、定容过程 发动机热力学基础 定容过程中，V不变，即 ； dv=0，膨胀功： ； 技术功： ； 吸收的热量： （热一律）； T-S图斜率： * 理想气体的热力过程 一、定压过程 发动机热力学基础 定容过程中，p不变，即 ； dp=0，膨胀功： ； 技术功： ； 吸收的热量： ； T-S图斜率： 思考：定压与定容T-S图斜率关系 * 理想气体的热力过程 一、定温过程 发动机热力学基础 定容过程中，T不变，即 dT=0，膨胀功： P-V图： T不变，即膨胀功=技术功=热量 * 理想气体的热力过程 一、定熵过程（可逆绝热过程） 发动机热力学基础 定容过程中，S不变 dp=0，膨胀功： 技术功： 吸收的热量： （T-S图） P-V图： 思考：定熵与定温P-V图斜率关系 * 多变过程 发动机热力学基础 实际情况下，气体进行的热力过程既非等温过程，也不是绝热过程，这里我们用多方过程来表示，又称为多变过程。 多变过程的表达式： 上述定容过程、定压过程、定温过程及定熵过程仅是多变过程的特例，现总结如下： ——当n=0时， ，为定压过程； ——当n=1时， ，为定温过程； ——当n=k时， ，为绝热过程； ——当n=∞时，V=常数 ，为定容过程。 * 1、热力循环 定义：工质从某一初态出发，经历一系列热力状态变化后，又回到初态的热力过程。 目的：为了实现预期连续的能量转换。 发动机热力学基础 分类： ——按性质分：可逆循环和不可逆循环； ——按目的分：正向循环（动力循环：汽车发动机工作循环）和逆向循环（制冷循环或热泵循环：空调循环）。 一、热力循环及热效率 卡诺定理 思考：热力循环与可逆过程的区别？ * 循环过程 发动机热力学基础 循环中工质的净功： （阴影部分面积） P-V图中，由膨胀线1-a-2，系统吸热膨胀，并对外界做功； P-V图中，由压缩线2-b-1，系统放热，外界对系统做功； 系统膨胀功大于系统压缩消耗功，既得系统对外界做出净功 （阴影部分面积）； 结论：系