工程热力学第三章 [兼容模式].pdf

第三章 热力学第一定律 引入：能量守恒与转换定律 能量既不能被创造，也不能被消灭，它 只能从只能从一种形式转换成另种形式转换成另一种形式种形式，，或从或从一 个系统转移到另一个系统，而其总量保持恒 定定 第一类永动机不可能实现的原因 实质：能量守恒与转换定律在热现 象中的应用 总结说明总结说明 热力学第一定律是人类在实践中累积的经验总结， 它不能用数学或其它的理论来证明它不能用数学或其它的理论来证明，但第但第一类永类永 动机迄今仍未造成以及由第一定律所得出的一切 推论都与实际经验相符合等事实推论都与实际经验相符合等事实，可以充分说明可以充分说明 它的正确性。 热力学第热力学第一定律确立了热力过程中热定律确立了热力过程中热 力系与外界进行能量交换时，各种形态能量 数量上数量上的守恒关系的守恒关系。 第一节 热力学能和总能 内部储存能（热力学能） 系统储存系统储存 的能量的能量 外部储存能外部储存能 内部储存能：只取决于系统本身（内部）的状态 外部储存能：与系统整体运动以及外界重力场有关 热力学能 储存于系统内部的能量，称为热力学能，它与系 统内工质的内部粒子的微观运动和粒子空间位形有关统内工质的内部粒子的微观运动和粒子空间位形有关。 移动 内动能内动能 转转动 内位能内位能 振动振动 热力学能 化学能化学能 原子能 热力学分析 1.内动能：据气体分子运动学说，移动动能是温度的函 数数；；按自由度均分原理和量子理论按自由度均分原理和量子理论，，多原子分子存在的多原子分子存在的 转动动能和振动动能，也是温度的函数。 所以所以，，总体的总体的内动能是温度的函数内动能是温度的函数。。 2.内位能：克服分子间相互作用力，形成内位能，是比 体积和温度的函数体积和温度的函数。。 3.不涉及化学反应和核反应，化学能和原子能保持不变。 工程热力学中，系统内能的变化只是分子内动能和分 子内位能的变化子内位能的变化。   热力学能是热力学能是温度与度与比容的函数容的函数 U ff T , V   单位质量的工质的热力学能为 u f T , v u f T 理想气体：   热力学能的单位：焦耳，J 热力学能是热力状态的单值函数，是状态参数 外部储存能 当物质在势场（重力场、离心场、电场、 磁场等磁场等））中作宏观运动时中作宏观运动时，除物质的内部能除物质的内部能 量之外，它还具有与宏观动能相对应的宏观 动能动能EE 和宏观势能和宏观势能EE ，这种宏观能量称为外这种宏观能量称为外 k p 部储存能。 2 宏观动宏观动能 E = mc //2 kk 机械能机