工程热力学第一章 基本概念及定义.ppt

（3） (2) 思考题1 有人说，不可逆过程是无法恢复到初始状态的过程，这种说法对吗？ 不对。关键看是否引起外界变化。 可逆过程指若系统回到初态，外界同时恢复到初态。 可逆过程并不是指系统必须回到初态的过程。 可逆过程与准静态过程的区别和联系 可逆过程一定是准静态过程 准静态过程不一定是可逆过程 可逆过程＝准静态过程＋无耗散 可逆过程完全理想，以后均用可逆过程的概念。准静态过程很少用。 判断是否准静态与可逆（1） 以冰水混合物为热力系 90 ℃ 0 ℃ 缓慢加热 外部温差传热 准静态过程 系统内部等温传热，无耗散 内可逆 外不可逆 判断是否准静态与可逆（2） 蒸汽流经减压阀进入汽轮机 典型的不可逆过程，因有漩涡，产生耗散 是不是准静态，取决于开度 判断是否准静态与可逆（3） 带活塞的气缸中，水被缓慢加热 缓慢加热，每一时刻水有确定的温度 准静态加热 火与水有温差 外不可逆 以水为系统 内可逆 以水＋活塞为系统 活塞与壁面无摩擦 内可逆 活塞与壁面有摩擦 内不可逆 判断是否准静态与可逆（4） 电或重物 电或重物带动搅拌器加热容器中气体 电功 热 机械功 热 耗散 是否准静态，看加热快慢 但不可逆 有用功 气缸中气体膨胀对外作功，准静态过程 气体对外作功 若不考虑摩擦，外界得到功 但外界得到的有用功 pb p 可逆过程与准静态过程的功 加热A腔中气体，B被压缩，B中理想气体 B A 1）以B中气体为系统 绝热，无摩擦 缓慢压缩 准静态 无摩擦 可逆 B中气体（理想气体，可逆，绝热） B得到的功 遵循 可逆过程与准静态过程的功 加热A腔中气体，B被压缩，B中理想气体 B A 2）以A中气体为系统 绝热，无摩擦 缓慢加热 准静态 无摩擦 内可逆 3）以A腔为系统 4）以A＋B为系统 电功耗散为热 不可逆 电功耗散为热 不可逆 * * “工程热力学”多媒体课件 可逆过程的实现条件 准静态过程 + 无耗散效应 = 可逆过程 无不平衡势差 通过摩擦使功 变热的效应(摩阻，电阻，非弹性变性，磁阻等） 不平衡势差不可逆根源 耗散效应 耗散效应 “工程热力学”多媒体课件 准平衡过程与可逆过程的区别： 　　准平衡过程只要求系统内部平衡，而有无外部机械摩擦对系统内部平衡无影响，所以准平衡过程可以有耗散效应。 　　可逆过程则是分析系统与外界作用的总效果，不仅要求系统内部平衡，而且要求系统与外界的作用可以无条件逆复，过程进行时不能存在任何能量上的耗散。 　　可逆过程必是准平衡过程，准平衡过程是可逆过程的必要条件。 “工程热力学”多媒体课件 实际过程 不等温传热 T1 T2 T1T2 Q 自由膨胀 真空 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 节流过程 (阀门） p1 p2 p1p2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 混合过程 “工程热力学”多媒体课件 引入可逆过程的意义 ? 准静态过程是实际过程的理想化过程，但并非最优过程，可逆过程是最优过程。 ? 可逆过程的功与热完全可用系统内工质的状态参数表达，可不考虑系统与外界的复杂关系，易分析。 ? 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模型，因而可以作为实际过程中能量转换效果比较的标准，并借以指出努力的方向。为了研究方便，通常先按理想情况（可逆过程）处理，用系统参数加以分析，然后考虑不可逆因素加以修正。 “工程热力学”多媒体课件 §1-6 功量和热量 1、力学定义: 力 ? 在力方向上的位移 2、热力学定义 当热力系与外界发生能量传递时，如果对外界的唯一效果可归结为取起重物，此即为热力系对外作功。 功的定义 热力学最常见的功 ? 容积变化功 “工程热力学”多媒体课件 可逆过程的功 当过程为可逆过程时， ，故 可见：可逆过程的功，可由 　　　过程中工质状态参数 　　　的变化来进行计算。 示功图如右：则有， 可逆过程功可用示功图上过程线下的面积表示。 “工程热力学”多媒体课件 功是过程量 　　某一状态时没有功的概念。(无 ) 功的“正”与“负”的意义： 膨胀， 压缩， 定容， 系统对外界作功，如1-2； 系统不作功，如1-4； 外界对系统作功，如1-3。 　　热力学中约定：系统对外界作功取为正，外界对系统作功取为负。 “工程热力学”多媒体课件 功的数值不仅决定于工质的初、终态，而且还和过程的中间途径有关，因此功不是状态参数，是过程量。 微元过程作出过程量用?表示，如微功量用?w（状态参数为微增量，用d 表示，如dp、dv、dT） 膨胀功、