第1章--(2)热力学第二章第一部分.ppt

第二章热力学第一定律 §2-1 热力学第一定律的本质 ? 1909年，C. Caratheodory最后完善热一律 Conservation of energy 焦耳实验 焦耳实验 闭口系循环的热一律表达式 Perpetual –motion machine of the first kind §2-2 热一律的推论?内能 内能的导出 内能及闭口系热一律表达式 内能U 的物理意义 内能的组成 系统总能 total energy 内能的说明 热一律的文字表达式 §2-3 闭口系能量方程 闭口系能量方程中的功 闭口系能量方程的通式 准静态和可逆闭口系能量方程 门窗紧闭房间用电冰箱降温 门窗紧闭房间用空调降温 § 2-4 开口系能量方程 推进功的引入 推进功的表达式 对推进功的说明 开口系能量方程的推导 开口系能量方程微分式 开口系能量方程微分式 焓Enthalpy的引入 焓Enthalpy的 说明 §2-5 稳定流动能量方程 稳定流动能量方程的推导 稳定流动能量方程的推导 稳定流动能量方程 技术功 technology work 单位质量工质的开口与闭口 稳流开口与闭口的能量方程 几种功的关系 对功的小结 准静态下的技术功 技术功在示功图上的表示 机械能守恒 § 2-6 稳定流动能量方程应用举例 例1：透平(Turbine)机械 透平(Turbine)机械 例2：压缩机械 Compressor 压缩机械 例3：换热设备Heat Exchangers 换热设备 例4：绝热节流Throttling Valves 绝热节流 例5：喷管和扩压管 喷管和扩压管 第二章 小结 Summary 第二章 小结 第二章 小结 第二章 小结 第二章 小结 第二章 小结 第二章 小结 第二章 小结 第二章 小结 第二章 小结 第二章 讨论课 Discussion 第二章 讨论课 第二章 讨论课 第二章 小结 例：2-14 充气问题与取系统 四种可取系统 1)取储气罐为系统(开口系) 1)取储气罐为系统(开口系) 2）取最终罐中气体为系统(闭口系) 3）取将进入储气罐的气体为系统(闭口系) 4）取储气罐原有气体为系统(闭口系) 4）取储气罐原有气体为系统(闭口系) 利用热一律的文字表达式 6、四种功的关系 准静态下 闭口系过程 开口系过程 思考题 工质膨胀是否一定对外作功？ 做功对象和做功部件 定容过程是否一定不作功？ 开口系，技术功 定温过程是否一定不传热？ 相变过程（冰融化，水汽化） 水轮机 气体被压缩时一定消耗外功 热力学功指有用功 p0 对外作功指有用功 气体边膨胀边放热是可能的 对工质加热，其温度反而降低， 这种情况不可能 循环 思考题4附图 P q 习题2-9 储气罐原有气体m0,u0 输气管状态不变，h 经?时间充气，关阀 储气罐中气体m 求：储气罐中气体内能u’ 忽略动、位能变化，且管路、储气罐、阀门均绝热 m0,u0 h 1）取储气罐为系统 开口系 2）取最终罐中气体为系统 闭口系 3）取将进入储气罐的气体为系统 m0,u0 h 闭口系 4）取储气罐原有气体为系统 闭口系 忽略动位能变化 h 绝热 无作功部件 无离开气体 经?时间充气，积分概念 h h是常数 h m0 m-m0 绝热 m-m0 m0 h m-m0 m0与m-m0有温差传热Q1 m-m0对m0作功W1 ? ? m-m0 ?Wnet ?Q ?min ?mout uin uout gzin gzout 稳定流动条件 1、 2、 3、 轴功Shaft work 每截面状态不变 4、 Energy balance for steady-flow systems 稳定流动条件 0 1kg工质 适用条件： 任何流动工质 任何稳定流动过程 Energy balance for steady-flow systems 动能 工程技术上可以直接利用 轴功 机械能 位能 ws q 稳流开口系 闭口系(1kg) 容积变化功 等价 技术功 容积变化功w 技术功wt 闭口 稳流开口 等价 轴功ws 推进功?(pv) 几种功的关系？ w wt △(pv) △ c2/2 ws g△z 做功的根源 ws 2、开口系，系统与外界交换的功为轴功ws 3、一般情况下忽略动、位能的变化 1、闭口系，系统与外界交换的功为容积变化功w ws?wt 准静态 准静态 热一律解析式之一 热一律解析式之二 对于流体流过管道， 压力能 动能 位能 机械能守恒 柏努利方程 Bernoulli’s equation 热力学问题经常可忽略动、位能变化 例：c1 = 1 m/s