工程热力学 第2章 热力学第一定律.ppt

**可逆过程的技术功可逆可逆热一律解析式之一热一律解析式之二**技术功在示功图上的表示**机械能守恒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**end**思考题工质进行膨胀时是否必须对工质加热？工质可否一边膨胀一边放热？一边被压缩一边吸入热量？内壁绝热的容器，中间用隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持高度真空，如图所示。如果将隔板抽去，容器中空气内能的变化如何？**例题空气在某压气机中被压缩，压缩前空气的参数是：。压缩后的参数是。设在压缩过程中每1kg空气的内能增加146.5kJ，同时向外放出热量50kJ。压气机每分钟生产压缩空气10kg。求：压缩过程中对每1kg气体所作的功；每生产1kg的压缩空气所需的功(技术功)；带动此压气机要用多大功率的电动机？**有一台稳定工况下运行的水冷式压缩机，运行参数如附图所示。设空气的比热容cp=1.003kJ/(kg·K),水的比热容cw=4.187kJ/(kg·K)。若不计压气机向环境的散热损失以及动能差及位能差，试确定驱动该压气机所需的功率。[已知空气的焓差h2-h1=cp(T2-T1)]**取控制体为压气机（但不包括水冷部分）考察能量平衡解：流入：流出：内增：0**取整个压气机（包括水冷部分）为系统，忽略动能差及位能差则：流入：流出：内增0查水蒸气表得**本题说明：1）同一问题，取不同热力系，能量方程形式不同。2）热量是通过边界传递的能量，若发生传热两物体同在一体系内，则能量方程中不出现此项换热量。3）黑箱技术不必考虑内部细节，只考虑边界上交换及状况。4）不一定死记能量方程，可从第一定律的基本表达出发。返回**第二章热力学第一定律**本章重点本章基本要求深刻理解储存能、热量、功的概念，深刻理解热力学能、焓的物理意义理解膨胀（压缩）功、轴功、技术功、流动功的联系与区别本章重点熟练应用热力学第一定律解决具体问题能源的利用结构**机械能热能电能风能水能地热能太阳能核能化石能**§2-1热力学第一定律的实质能量守恒与转换定律在热现象中的应用。能量不能被创造，不能被消灭，可从一种形态转变为另一形态，在能量的转换过程中能量的总量保持不变。热力学第一定律：热是（物质运动）能的一种，热可变化为功，功也可变化为热，一定量的热消失时必产生相应量的功，消耗一定量的功时必出现与之对应的一定量的热。第一类永动机不能实现**§2-2热力学能和总能分子内动能（移动、转动、振动）分子内位能（分子间相互作用）核能、化学能、电磁能等一、热力学能内能是状态量?U:广延参数[kJ]u:比参数[kJ/kg]?内能总以变化量出现，内能零点人为定说明：**二、外部储存能系统工质与外力场的相互作用所具有的能量如：重力位能以外界为参考坐标的系统宏观运动所具有的能量宏观动能组成**热力系统总能外部储存能宏观动能Ek=mc2/2宏观位能Ep=mgz机械能系统总能E=U+Ek+Epe=u+ek+ep**§2-3能量的传递和转化功随物质传递的能量热量外界热源外界功源外界质源系统**热量kJ或kcal且lkcal=4.1868kJ定义：在温差作用下,系统与外界通过界面传递的能量。规定:特点:是传递过程中能量的一种形式，与热力过程有关系统吸热热量为正，系统放热热量为负单位：**功除温差以外的其它不平衡势差所引起的系统与外界传递的能量。膨胀功W：在力差作用下，通过系统容积变化与外界传递的能量。规定:系统对外作功为正，外界对系统作功为负。定义:单位：焦耳1J=lN×m膨胀功是热变功的源泉**随物质传递的能量1．流动工质本身具有的能量2．流动功,推动功为推动流体通过控制体界面而传递的机械功。推动1kg工质进、出控制体时需功注意:取决于控制体进出口界面工质的热力状态由泵、风机等提供**推动功的表达式推动功（流动功）pApVdlW推=pAdl=pVw推=pv注意与容积变化功的区别：不是pdvv没有变化**对推动功的说明1、与宏观流动有关，流