华科 工程热力学 第2章 热力学第一定律.ppt

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 例题1 Slide * 某国能源部计划在2000~2020年间建新电站总容量为150,000MW。 一种可能是烧煤，烧煤电站的建造费约为1300美元／kW，电站效率为34%。另一种可能是采用清洁燃烧的整体煤气化联合循环(IGCC)，联合循环装置的造价为1500美元／kW，效率为45%。煤的平均热值为28,000,000 kJ/t。若IGCC电站要在5年里从燃料节约中弥补其建造费用，则煤价应是多少(美元／t)？3年则又如何？ Slide * 总发电量： 若为燃煤方案，需煤： 若为IGCC，需煤： 因此每年节煤： 5年节煤 3年节煤 采用燃煤方案，建造费： 采用IGCC方案，建造费： 若5年： 若3年： Slide * 图 2- 23所示的是一面积为3 m2的太阳能集热器板。在集热器板的每平方米上，每小时接受太阳能1700 kJ，其中60%的能量散热给环境，其余的将水从50 ℃加热到70 ℃。忽略水流过集热器板的压降及动、位能的变化，求水流过集热器板的质量流量。 2-16 若在30min内需要提供70℃的热水0.13 m3，则需多少个集热器板？已知70 ℃水的比体积v=0.001023 m3/kg。 答：每个集热板的热平衡： 可以得出： 每个集热板能够30min内提供70℃热水 要提供0.13 热水，需 工程热力学1 第2章 热力学第一定律 * * 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 工程热力学1 第2章 热力学第一定律 * * * * ②以瞬时率形式表达的CV一般形式能量方程 将前式除以时间d? 并令 * * 可得以瞬时率形式表达的能量方程 ③系统的质量变化 对于变质量系统，质量是它的一个状态参数 变质量系统微元过程中的质量增量等于流进与流出的流体质量之差 即 * * 举例 例2-6 （习题2-12） 一刚性绝热容器，容积V = 0.028 m3，原先装有压力为0.1 MPa、温度为21℃的空气。 解： 取容器内空间为系统(CV)。 不作轴功。 此系统无出流， 忽略空气流的动能和重力位能。 认为气体时刻处于平衡状态 现将连接此容器与输气管道的阀门打开，向容器内充气。设输气管道内气体的状态参数保持不变：P = 0.7 MPa，t = 21℃。当容器中压力达到0.2 MPa时阀门关闭，求容器内气体可能达到的最高温度。设空气可视为理想气体，其热力学能与温度的关系为u = 0.72T (T——K，u——kJ/kg)；焓与温度的关系为h = 1.005T (T——K，h——kJ/kg)。 * * 按题给及假定有： δQ = 0； δWshaft= 0； 由系统不作宏观运动 dECV=dU=d(mu) 由 系统无出流, 故有： 流入质量δmin ＝系统质量增量dm 因此 积分，有 有： 0 0 0 0 0 * * 代入已知关系，有 式中 故有 解得气体达到平衡时的温度 T2=342.43 K=69.43 ℃ 即为容器中气体可能达到的最高温度 Tin=T1 * * ⑸ 稳态稳流系统的能量方程