热工基础及应用热力学第一定律的实质第二章-热力学第一定律的实质.ppt

热工基础及应用 授课教师：白健美 Tel： 第二章 热力学第一定律 热力学第一定律的实质 闭口系能量方程式 开口系统能量方程式 稳定流动能量方程的应用 一、热力学第一定律的实质 热力学第一定律是能量转换和守恒定律在热力学上的应用，确定了热能和机械能之间的相互转换的数量关系。 热能和机械能形式可以转换，能量的总量必定守恒。 热 功 相应量 第一类永动机：不消耗能量而连续作功的设备 一 热力学第一定律的实质 1 能量转换与守恒定律 自然界中一切物质都具有能量，能量既不可能被创造，也不可能被消灭，而只能从一种形式转变为另一种形式，在转换中能量的总量恒定不变。 一、热力学第一定律的实质 2 热力学第一定律的表述 实质：能量守恒与转换定律在研究与热能相关的能量传递与转换中的应用。 表述：在热能与其它形式的能量互相转换时，能量的总量保持守恒。 进入系统的总能量 — 离开系统的总能量 系统储存能量的变化量 一、热力学第一定律的实质 2 热力学第一定律的表述 作用：热力学第一定律是热力学的基本定律，是热力过程能量传递与转换分析计算的基本依据。它普遍适用于任何工质、任何过程。 意义：确定了能量传递与转换的数量关系，肯定了热能与其它能量之间所存在的共同性质，即热也是一种能量，也是一种物质运动的形式。 一、热力学第一定律的实质 3 热力学能－u 热力系统中与物质内部分子结构以及分子运动形式有关的微观能量，统称为热力学能，单位J 组成：内动能（分子的移动动能、转动动能和分子内部原子的振动动能） 内位能（分子间相互作用力产生的能量） 一、热力学第一定律的实质 4 储存能 外部储存能 内部储存能 宏观动能 宏观位能 热力学能 内动能 内位能 一、热力学第一定律的实质 　　热力学能是系统内微观粒子本身所具有的能量，它与系统内工质的内部粒子的微观运动和粒子的空间位置有关，是下列各种能量的总和： 　分子热运动形成的内动能。它是温度的函数。 　分子间相互作用形成的内位能。它是比体积的函数。 　维持一定分子结构的化学能、原子核内部的原子能及电磁场作用下的电磁能等。（不变化，不考虑） 二、热力学能 热力学能： 符号：U 法定计量单位：焦耳（J） 比热力学能：（1kg物质的热力学能） 　符号：u 单位：J/kg 热力学能是状态参数，是热力状态的单值函数： p v 1 2 a b 2 c 二、热力学能 系统总储存能(E)=热力学能(U)+外储存能(Ek+Ep) 单位质量工质的比储存能： 比储存能为状态参数 对于没有宏观运动且相对高度为零的系统，总储存能就等于热力学能 二、热力学能