热力学基础- 1章13-9-9.ppt

1-1 热能和机械能互相转换的过程 从火力发电厂的生产过程中，就其能量转换可以分为两大部分： 1.从燃料的化学能转为机械能； 2.从机械能转为电能。 在火电厂中，由于工质连续不断地流过热力设备而膨胀作功，因此要求其工质具有（共同性质）： 良好的膨胀性和流动性， 其热力性能稳定、无腐蚀性、价廉等。 因此，目前火电厂中采用水蒸气作为工质。 水在锅炉中吸热生成蒸汽，然后在汽轮机中膨胀推动叶片旋转对外作功，作功后的乏汽在凝汽器中向冷却水放热又凝结成水。 工质、热源和冷源 1-2 热力系统 二、 热力系统选取的人为性 三、 边界特性 热力系统分类 简单的可压缩系统 1-3 工质的热力学状态及基本状态参数 状态和状态参数 一、温度T 温度的热力学定义 常用温标 二、压力 p 绝对压力p与相对表压力p e p14 环境压力与大气压力 三 、 比体积v及密度 1-4 平衡状态、状态方程式、坐标系 1.平衡、稳定与均匀 为什么引入平衡概念？ 二. 状态方程式 二、状态方程式 三、状态参数坐标图 1-5 工质的状态变化准静态过程 准平衡过程的工程条件 准静态过程有实际意义吗？ 一般过程 准平衡（静态）过程 一 、准平衡（静态）过程 准平衡（静态）过程 当然在该过程中还需要热的平衡。只有当传热时热源和工质的温度差始终无限小，才是准平衡的。 气体工质在温度差作用下实现准平衡过程的条件之二，热的平衡： （T—Text ） 0 热的平衡和力的平衡是互相关联，只有工质与外界的压差和温差均为无限小的过程，才是准平衡过程。 准静态过程的工程应用 二、可逆过程和不可逆过程 准静态过程与可逆过程的比较 可逆过程的实现 实际过程都是不可逆的 任何实际的热力过程在作机械运动时不可避免地存在着摩擦，在传热时也必定存在着温差。因此，实际的热力过程都或多或少地存在着各种不可逆因素，如果使过程沿原路径逆向进行，并使工质回复到原状态，必将会给外界留下影响，这就是实际过程的不可逆性。 虽然可逆过程实际上并不存在，但它却是一种有用的科学抽象，是一切实际过程的理想化极限，可逆过程可以理解为在无限小的温差下传热，在摩擦无限微弱的情况下作机械运动的过程，因此可作为实际过程中能量转换效果比较的标准，以指出努力的方向。 引入可逆过程的意义 典型的不可逆过程 4、典型的不可逆过程（2） 1-6 过程的功和热量 一 、功的热力学定义 p21 二、可逆过程的功 可逆过程的功 有用功 功的表达式 四、过程热量 热量与容积变化功 示功图与示热图 五、示功图（ p-V 图） 六、准静态容积变化功的说明 七、摩擦损失的影响 七、摩擦损失的影响 §1-7 热力循环 正循环 逆循环 第一章 小 结 第一章 讨论课 例1：绝热刚性容器向气缸充气 （1）以容器内原有气体为系统 （2）以容器内残留的气体为系统 （3）以放逸气体为系统 （4）以容器为系统 （5）以气缸为系统 2、分析强度量与广延量 3、思考题 4、判断是否准静态与可逆（1） 4、判断是否准静态与可逆（2） 4、判断是否准静态与可逆（3） 5、有用功 6、可逆过程与准静态过程的功 6、可逆过程与准静态过程的功 7、气体混合过程 第一章 完 第一章 小 结 第一章 讨论课 状态量与过程量 状态量： 描述工质状态，工质的状态一定，状态参数一定。 具有物理上势函数的特征 状态参数的变化与过程无关，状态参数的全微分是恰当微分，微元量用符号dz表示。 过程量（功和热） 只有在热力过程中通过边界才能实现交换和传递。 没有过程就不会有迁移的能量——功和热。 不能说“系统具有多少功量或热量” 功量和热量的大小不仅和系统的初、终态有关，而且与系统经历的过程有关。 不是恰当微分，微元过程写成“ 　W”和“ 　 Q” 思考题 可逆过程与准静态过程的区别和联系 有用功 可逆过程与准静态过程的功 可逆过程与准静态过程的功 自由膨胀过程 气体混合过程 问题 1.实现平衡态的条件是什么？实现准平衡过程的条件是什么？可逆过程实现的条件又是什么？ 2.说法“倘若容器内气体的绝对压力没有变化且大于大气压力，则安装在该容器上的压力表的读数不变”对否？ 3.什么是广延量参数？它有什么特点？ 4.简单可压缩系统的独立参数有几个？ 5.什么是正循环？什么是逆循环？它们各自的循环经济性如何表示？ 准静态容积变化功的说明 刚性，绝热， pApB ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? A B 非准静态过程，非可逆过程 取A或B中气体为系统，其相互有功的作用不可逆，热力学没法计算。 取A＋B气体为系统，无功 由于过程缓慢，按