热力学基本概念及定义.pptx

第一章基本概念及定义

每门学科都具有自己特定的概念和术语，这些概念和术语是认识和运用本门学科的基础工具，是我们彼此交流思想的共同语言，热力学也有自己

的概念和术语。如：

口与能量相关的概念：热能、机械能、热量、功等；

口与物质相关的概念：工质、热力系、状态参数等；

口与状态及其变化相关的概念：平衡态(准平衡过程、可逆过程)、过程、循环等。

学习目的：建立和运用能量转换规律所必须的一些主要概念

热流科学与工程教育部重点实验室KeyLaboratoryofThermo-FluidScienceandEngineeringofMOE1

第一章基本概念及定义

本章基本要求：

掌握热功转换中一些基本术语和概念：热力系、平衡态、准平衡过程、可逆过程、循环等。

掌握状态参数的特征，基本状态参数p、v、T的定义等。掌握热量、功量这些过程量的特征，并会用系统的状态参数对可逆过程的热量、功量进行计算。

了解热功转换中分析问题的特点、方法和步骤。

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1-1热能和机械能相互转换的过程

热机：热能转换为机械能的机器(或设备)

热动力装置：从燃料燃烧中得到热能，以及利用热能得到动力的整套设备

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蒸汽动力装置

内燃机动力装置

如火力发电

如汽车发动机等

燃气轮机装置如飞机发动机

进气道压气机燃烧室涡轮机喷口

吸气：吸入空气；

压缩：压缩气体(p个，T个),喷入燃油，点火(p个，TT),Q吸；膨胀：做功W(p↓,T+);

排气：排出废气(pl,TJ),扫气，Q放。

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进气行程压缩行程做功行程排气行程

结构：气缸、活塞、曲柄连杆、火花塞、进(排)气阀冲程：

1-1热能和机械能相互转换的过程

四冲程汽油发动机工作原理

1.内燃机(以汽油机为例)动力装置

设备：锅炉、汽轮机、冷凝器、水泵

锅炉：吸热，Q吸

冷凝器：放热，Q放

汽轮机：做功，W

水泵：p个

1-1热能和机械能相互转换的过程

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2.蒸汽动力装置

过热器

Superheater

冷凝器

Condenser

以内燃机动力装置为例：

热源：燃料(燃烧释放热量)

热机：内燃机

冷源：冷却液或者空气(带走热量)

以蒸汽动力装置为例：

热源：燃料(燃烧释放热量)

热机：蒸汽机

冷源：冷却水或者空气(带走热量)

1-1热能和机械能相互转换的过程

3.热工转换物理模型

热源

吸

热机w

Q放

冷源

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1.工质(WorkingSubstance,WorkingMedium)

工质：实现能量传递与转换的物质，又称工作介质

内燃机：燃气

蒸汽动力装置：水或水蒸气

燃气轮机装置：燃气

制冷装置：制冷剂

工质要求：(综合考虑，最优化)

热力性能、化学性质、安全性、环保性、经济性

热能变为功通常通过体积膨胀实现，在物质气、液、固三态中，选择气态物质为好。

1-2热力系统

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7

口热力系统(ThermodynamicSystem):

由某种边界所包围，被取作研究对象的特定物质或空间。系统

□边界(Boundary):热力系统与外界的分