工程热力学第一章.pptVIP

热力系统、界面、外界例Ⅰ 热力系统、界面、外界例Ⅱ 热力系、界面、外界例Ⅲ 二、基本状态参数 基本状态参数： 能够用仪器仪表直接或间接测量的参数称为┄。 平衡与稳定 平衡与均匀 二、状态公里 准静态过程有实际意义吗？ 准静态过程的工程条件 准静态过程的工程应用 可逆过程的实现 典型的不可逆过程 引入可逆过程的意义 三、可逆过程的膨胀功（体积功） 示功图 注意：微元功 不是全微分， 表示微小量，而不是微小增量 四、可逆过程的热量 热量与容积变化功的对比 循环的经济性 一、正循环 定义 正循环 正循环的评价指标 二、逆循环 定义 逆循环 逆循环的评价指标 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） 一般的工程过程都可认为是准静态过程 具体工程问题具体分析。“突然”“缓慢” 可逆过程的定义： 当系统进行正反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态而不留下任何痕迹，则此过程称为可逆过程。 可逆过程的描述 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。 二、可逆过程 准静态过程 + 无耗散效应 = 可逆过程 无不平衡势差 通过摩擦使功 变热的效应(摩阻，电阻，非弹性变性，磁阻等） 不平衡势差不可逆根源 耗散效应 耗散效应 不等温传热 节流过程 (阀门） 自由膨胀 混合过程 可逆过程与准平衡过程的区别： 1.可逆过程一定是准平衡过程； 2.准平衡过程不一定是可逆过程。 实际过程都是不可逆过程！ ? 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。 ? 可逆过程的功与热完全可用系统内工质的状态参数表达，可不考虑系统与外界的复杂关系，易分析。 ? 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。 1、力学定义: 力 ? 在力方向上的位移 2、功是系统与外界相互作用的一种方式，在力的推动下，通过有序运动方式传递的能量。 功的一般表达式 功的单位:J,kJ 可逆过程功的推导 p V . 1 2 . p p外 2 1 mkg工质： ?W =pdV 1kg工质： ?w =pdv W 所以 功可正可负也可以为零 即：功是过程量,不是状态量，其大小与初、终状态有关, 也与路径有关 1、热量定义： 热力系通过边界与外界的交换的能量中，除了功的部分。 另一定义：热量是热力系与外界相互作用的另一种方式，在温度的推动下，以微观无序运动方式传递的能量。 热量计算公式: 热量单位:J,kJ 微小热量 ： 0 表示系统从外界吸热； 0 表示系统向外界放热。 总热量： 积分与过程有关 。 热量是过程量 能量传递方式 容积变化功 传热量 性质 过程量 过程量 推动力 压力 p 温度 T 标志 dV , dv dS , ds 公式 条件 准静态或可逆 可逆 循环过程——工质从某一初态出发，经历一系列状态变化，最后又回到初始状态的全过程为循环过程（简称为循环）。 如图：循环1-2-3-4-1 1-5 热力循环 P V 0 1 2 4 3 循环概念 循环过程的特点——经一个循环后系统的内能不变。 净功 A = 循环过程曲线所包围的面积 V 0 A a 2 1 Q Q P 可逆循环与不可逆循环 　　全部由可逆过程组成的循环为可逆循环；循环中有一个过程不可逆，即为不可逆循环。可逆循环在状态参数坐标图上为一封闭的曲线。 　　把热能转化为机械能的循环叫正向循环，也叫动力循环，它使外界得到功 热源 冷源 热机 Q2 Q1 p V T S 净效应：对外作功 净效应：吸热 正循环：顺时针方向 2 1 1 2 正循环：净效应（对外作功，吸热） Wnet T1 Q1 Q2 T2 动力循环：热效率 * * 第一章 基本概念 教学目标: 使学生熟练掌握热力学研究的基本概念。 知识点：热力系统；工质热力状态及基本状态参数；平衡状态；准静态过程、可逆过程；热力循环。 重