热力学基本概念和基本定律.ppt

§1-1热力学基本概念和基本定律

§1-2热力学第一定律

§1-3热力学第二定律热力学基本概念和基本定律热力学是一门研究能量的储存、转化和转移的科学。能量的储存形式有：内能（温度相关联）；动能（运动相关联）、势能（位置相关联）；化学能（化学组成相关联）。能量会从一种形式转化为另一种形式，能量以热或功的方式穿越边界进行转移。基本概念热力发动机(热机)：凡是能将热能转换为机械能的机器。例如蒸汽轮机、燃气轮机、内燃机和喷气发动机。工质：热能和机械能之间的转换是通过一种媒介物质在热机中的一系列状态变化过程来实现的。热源：热容量很大，且在吸收或放出有限量热量时自身温度及其它热力学参数没有明显改变的物体。（恒温）热力系统(热力系、系统)：人为地研究对象。外界：系统以外的所有物质边界(界面)：系统与外界的分界面系统与外界的作用都通过边界系统分类系统与外界关系：其它分类传质传热传功封闭系无————开口系有有有绝热系——无——孤立系无无无工质种类单元系多元系相态单相多相热力学状态及其参数热力学状态：某一瞬间热力系统中工质所呈现的物理状况。状态参数：描述热力系平衡状态的物理量。特征：强度参数与广延参数（与质量是否有关）基本参数与导出参数（是否可测量）状态确定，则状态参数也确定，反之亦然分类强度参数与广延参数强度参数：与系统的质量无关的参数：如压力p、温度T广延参数：与系统的质量有关的参数?可加性如质量m、容积V、内能U、焓H、熵S比参数：比容比内能比焓比熵具有强度量的性质基本参数压力p、温度T、比容v（容易测量）1、压力：物理中压强，单位:Pa,N/m2绝对压力与相对压力常用单位：1bar=105Pa1MPa=106Pa1atm=760mmHg=1.013?105Pa（标准大气压）1mmHg=133.3Pa1at=1kgf/cm2=735.6mmHg=9.8?104Pa（工程大气压）实际压力p、当地大气压力pamb与表压力pe、真空度pv

当ppamb表压力pe当ppamb真空度pvpambpeppvp环境压力：一般为大气压

大气压力：大气压随时间、地点变化。2、温度T温度是确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的物理量热力学第零定律：如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡，则两个系统彼此必然处于热平衡。热平衡：两个与外界隔离的物体相互接触，如果较热的物体将变冷，较冷的物体将变热，这两个物体经历的变化直到它们所有的性质都停止变化为止，称两物体建立了热平衡。传统：冷热程度的度量。微观：衡量分子平均动能的量度常用温标绝对K摄氏℃华氏F朗肯R100373.150.01273.160273.15-17.80-273.15212671.6737.8100032-459.670459.67491.67冰熔点水三相点盐水沸点发烧水沸点559.67温标的换算3、比容（比体积）v［m3/kg]单位质量物质所占有的体积称为比体积导出状态参数（不能简单测量）用于热功转换计算而引出的状态参数，不可测量。比内能ukJ/kg比焓hkJ/kg比熵skJ/(kg.K)平衡状态1、定义：在不受外界影响的条件下（重力场除外），如系统的状态参数不随时间变化，则该系统处于平衡状态。引入概念原因？如果系统平衡，可用一组确切的参数（压力、温度）描述，方便原始平衡能量交换破坏平衡全新平衡过程状态方程定义:平衡状态下系统的基本状态参数p,v,T间的关系状态方程的具体形式状态方程的具体形式取决于工质的性质理想气体的状态方程平面坐标图pv1）系统任何平衡态可表示在坐标图上说明：2）过程线中任意一点为平衡态3）不平衡态无法在图上用实线表示(虚线)