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巫英伟热工基础西安交通大学Email:

第二章能量转换的基本概念和基本定律

第一节基本概念一、工质、热源及热力系统2.热源:工质从中吸取热能的物体。冷源:接受工质排出热能的物体。热源冷源工质媒介物质热能机械能1.工质：在热机中热能不断的转变为机械能所借助的媒介物。水蒸汽内燃机中的燃气制冷剂常用的气态物质等

外界：系统以外与之相关的所有有关物体。3.热力系统:具体制定的，用界面分离出来的研究对象。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。

边界示意图界面的性质：它可以是真实的，也可以假想；可以固定也可以移动。系统固定边界移动边界系统假想

闭口系：系统与外界只有热或功的能量交换而无物质交换。

开口系：系统与外界既有能量又有物质交换。

绝对的绝热系和孤立系实际上不存在，是两种理想模型。绝热系：系统与外界无热交换。孤立系：系统与外界无任何相互作用，既没有物质穿过边界，也不与外界发生任何形式的能量交换。

1234mQW1?开口系非孤立系＋相关外界＝孤立系1+2?闭口系1+2+3?绝热闭口系1+2+3+4?孤立系

ABA+B部落为系统—孤立系热力系示例A、B两部落“鸡、犬之声相闻，民至老死不相往来”A部落为系统—闭口系

闭口系统闭口系统开口系统孤立系统

热力系示例01锅炉02汽轮机03发电机04给水泵05凝汽器06过热器07交换功、质量08交换热、质量09既交换功，也交换热、质量10热力系统选取的人为性11

在没有外界影响的条件下，热力系的宏观性质不随时间变化的状态称为平衡状态（平衡态）。1若系统的各部分之间没有热量传递,则系统处于热平衡.2若系统的各部分之间没有相对位移,则系统处于力平衡.3处于平衡态的热力系，各处应具有均匀一致的温度、压力等宏观物理量。实现热力平衡态的条件（无化学反应等其它不平衡势）：4温度平衡（热平衡）。5压力平衡（力平衡）。处于平衡态的热力系可用确定的压力、温度等宏观的物理量来描述。6平衡状态二平衡状态及基本状态参数

状态参数；描述热力系统所外状态的宏观物理量。状态参数的特征：只取决于状态，与过程（路径）无关。数学特征强度量状态参数：与系统内所含工质数量无关的状态参数。广延量状态参数：与系统内所含工质数量有关的状态参数。2、状态参数及其特点

状态参数的分类：基本状态参数：可以直接测量的物理量，如常用的三个状态参数压力、温度和比容。复合状态参数：焓是包括内能、压力和比容的参数。导出状态参数：通过分析和推导得出的参数，如内能，熵。状态参数压力比容温度内能焓熵符号pvtuhsP(总压)V(总容积)T(热力学温度)U(总内能)H(总焓)S(总熵)

单位m3/kg02密度03比体积013、基本状态参数

(2)、压力（压强）单位：Pa压力的国际制单位：1MPa=103kPa=106Pa其它非国际制压力单位：标准大气压atm：1atm=101325Pa工程大气压at(kg/cm2);：1at=9.8067×104Pa巴bar，毫巴mbar1bar＝1000mbar＝105Pa毫米汞柱mmHg：1mmHg＝133.32Pa毫米水柱mmH2O：1mmH2O＝9.8067Pa1Pa=1N/m2

压力的测量（1）当ppb时，p=pb+pgpg称为表压（压力表）当ppb时，p=pb-pvpv称为真空度（真空表）

压力的测量（2）p=pb+pg=pb+ρghp=pb–pv=pb–ρghpg:表压pv：真空度

(3)、温度物体冷热程度的标志；系统热平衡的物理特征量。热力学第零定律：当物体C同时与物体A和B接触而