1热工(绪论+第一篇)1、2.ppt

* 与外界只有能量交换而无物质交换的热力系统，称为闭口系统（或封闭系统），所以闭口系是定质量系统，又称控制质量。工程实践中有一类热机，如内燃机等，当进气阀关闭后，排气阀尚未开启前，封闭在气缸内的气体，可看作闭口系统； 。 * 在热力工程中，还广泛采用另一类旋转式热机，如汽轮机、燃气轮机等，它们是利用高速气流的动能来作功。在这类热机中，工质源源不断地流过热工设备，这种与外界不仅有能量交换又有物质交换的热力系统，称为开口系统（简称开口系）。内燃机进气和排气时，也是开口系统。在进气阀（或排气阀）开启，吸（排）气时气缸-活塞系统为开口系。这类热机利用工质受热后压力增加，于是向外膨胀推动活塞而作功。 开口系实际上只是空间的一个控制体积，而并不是一些确定的物质，例如，动物通过呼吸、进食、排污与外界交换物质，因此动物是热力学意义上的开口系统 * 工程热力学中，常用的状态参数有六个：即温度T；压力p；体积V；热力学能U；焓H；熵S。其中压力p、温度T、体积V 是可以直接或间接用仪器测出的量，是最常用的状态参数，称为基本状态参数。后三个参数，热力学能U、焓H、熵S 可由基本状态参数导出，它们将于后述各章中陆续讲到。 * 我们把驱动热量传递的宏观性质称为温度。因此，温度表示了物体冷热程度，物体温度的高低确定了热量传递的方向：温度高的物体自发地把热量传递给温度低的物体。根据气体分子运动理论，组成气体的分子总是处于不停的运动之中，气体温度的高低与大量分子热运动的动能成正比，气体分子热运动的动能愈大，气体温度就愈高。分子运动学说揭示了温度的本质。 * 为了进行温度测量，需建立温度的标尺，即温标。 工程上测量物体的温度用温度计或其它测温仪表。处于热平衡的物体，都具有相同的温度。这一事实是我们用温度计测量物体温度的依据。当温度计与被测物体达到热平衡时，温度计指示的温度就等于被测物体的温度。 * ?定义：若无外界影响系统保持状态参数值? 不随时间而改变的状态。 热平衡—thermal?equilibrium：? 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。?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。 * 热力状态和平衡状态????热力学中把系统所处的某种宏观状况称为工质的热力状态，简称状态。所谓平衡状态系指在没有外界作用的情况下工质宏观性质可长久保持不变的状态。气体在平衡状态下，各部分的性质都均匀一致。一个系统，如果它的压力到处相同，并与外界平衡称之为达到力平衡或机械平衡；如果它的温度到处相同，并与外界平衡则称之为达到热平衡。在无化学反应的条件下，如果一个系统同时处于力平衡和热平衡，该系统就处于热力平衡状态，简称平衡状态。 1 §1-4平衡状态 ?thermodynamic?equilibrium?state 1、定义：在不受外界影响的条件下（重力场除外），如果系统的状态参数不随时间变化，则该系统处于平衡状态。 热平衡—thermal?equilibrium： 系统各部分无热量交换 力平衡: mechanical?equilibrium： 系统各部分无相对位移 平衡状态:同时有热平衡和力平衡 -----温度到处相同 ---压力到处相同 状态方程 平衡状态 准 静 态 p v 1 p1 v1 1 2、平衡条件： 系统内：各部分无热量交换 各部分无相对位移 系统外：不受外界影响； 与外界不发生不平衡势作用 热平衡 力平衡 3、特征： ①系统内各部分性质均匀一致， 状态参数T,p,v各相等 ②状态参数可用一点来表示 （p-v图上只能是平衡态） 状态方程 平衡状态 准 静 态 p v 1 p1 v1 1 势差存在---系统变化 势差消失---系统平衡 ①温差、压力差、化学势差、、、 是系统变化的动力 4、说明： 不平衡势消失是达到热力系平衡的必要条件 ②只有平衡态才能在p-v图上表示 ③气液两相并存系统—非均匀平衡系 ④气体分子运动快—可视为平衡态 -工程热力学研究平衡态问题 状态方程 平衡状态 准 静 态 1 §1－5工质的状态变化过程 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） 有足够时间恢复新平衡 ? 准静态过程 一、热力过程: 定义：工质状态发生变化的过程 ①过程发生是平衡态被破坏的结果 ②有不平衡势又会建立新平衡 p v 平衡状态 可逆过程 准 静 态 1 二、准静态