2016热工学基础（机工版）教案：第0章工程热力学回顾

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1、第0章工程热力学回顾第0章工程热力学?回顾一、基本概念1、工程热力学研究对象2、热能转变为机械能的共同途径——由媒介物通过吸热—膨胀作功—排热3、系统——人为分割出来，作为热力学研究对象的有限物质系统。★闭口系（控制质量CM）—没有质量越过边界。★开口系（控制体积CV）—通过边界与外界有质量交换★绝热系—与外界无热量交换;孤立系—与外界无任何形式的质能交换。★简单可压缩系—由可压缩物质组成，无化学反应、与外界只有交换容积变化功的有限物质系统。4,热力学状态—系统宏观物理状况的综合状态参数—描述物系所处状态的宏观物理量a)状态参数是宏观量，

2、只有平衡态才有状参。b)状态参数的特性—状态的单值函数物理上—与过程无关；数学上—其微量是全微分c)状态参数分类—广延量；强度量d)系统两个状态相同的充要条件：所有状参一一对应相等简单可压缩系：两个独立的状态参数对应相等5、平衡状态,若无外界影响系统保持状态参数值不随时间改变的状态。热力平衡的充要条件—系统同时达到热平衡和力平衡。6、可逆过程★准静态过程,偏离平衡态无穷小，随时恢复平衡的状态变化过程。进行条件,破坏平衡的势无穷小★可逆过程,系统可经原途径返回原来状态而在外界不留下任何变化的过程。★可逆=准静态+没有耗散效应★一切实际过程不

3、可逆——内部可逆过程7,功★热力学定义,通过边界传递的量其全部效果可表现为举起重物。★可逆过程功计算：212211δddWWpAxp19V??????★有用功pluWWWW???8、热量定义,仅仅由于温差而通过边界传递的能量。21d(δdQTSQTS???可逆过程）9,热力循环定义：封闭的热力过程特性：一切状态参数恢复原值net11twq???2net1qorw????'1net1qw???内可逆循环：二、气体的性质1、理想气体★状态方程gpVmRT?★比热容0δlimdTqQcTT??????ddvTuuvcpTvT??????????

4、???????????????ddddVVucuc19TT???ddddpphchcTT?????????gpVccR??★迈耶公式和比热容比??Vpcc?gg111pVcRcR???????★利用比热容计算热量★理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数★理想气体的熵??δdJ/(kgK)J/(molK)qsorT???可逆22g11dlnVvTcRTv??22g11d19lnppTcRTp??2211ddpVvpccvp???21dss????理想气体变比热熵差计算00221g1lnpsssRp????2、水蒸气★饱和状态sspT?★使未饱

5、和液达饱和状态的途径：??pt,?????tpptts不变，保持?????pttpps不变，保持★干度——湿蒸汽中干饱和蒸汽的质量分数，用x表示。液汽汽mmmx??★水定压加热汽化过程一点,临界点322,12MPa374,15C0,00317m/kgcccptv???o两线19上界限线下界限线三区液汽液共存汽五态未饱和水饱和水湿蒸汽干饱和蒸汽过热蒸汽★水和水蒸气状态参数▲规定：三相点液态水热力学能及熵为零▲湿饱和蒸汽：由ts（或ps）与x共同确定▲未饱和水和过热水蒸气▲饱和水合干饱和蒸汽??????较大时xxvvvxvvxxvvx''''

6、'''1''?????????'1''hxxhhx???xsxxvphu???xh??'??'1''sxxssx?????''''ssxs???sTxs???'三、热力学第一定律和热力学第二定律1、热力学第一定律★第一定律的实质：能量守恒与转换定律在热现象中的应用。★总（储存）能和热力学能pkpKeeueEEUE??????★焓▲推动功和流动功推动功：系统引进或排除工质传递的功量。流动功,系统维持流动所花费的代价])[(1122pvvpvp???▲焓——引进或排出工质而输入或排出系统的总能量。★技术功2f12tswwcgz?????★热力

7、学第一定律基本表达式加入系统的能量总和-热力系统输出的能量总和=热力系总储存能的增量????00δdδδδiitotQEememW????????????????2100totδδiiQEememW??????????????????00totddmimiEeqeqP??????????????:δdddtwpv19pvvp????对可逆过程▲对于可逆过程δddQUpV??▲对于循环netnetδdδQUWQW???????蜒★闭口系基本能量方程式δdδδdδQUWQUWquwquw??????????★稳定流动能量方程????2221f

8、2f12112sqhhccgzzw???????δdδttqhwqhw?????21dδddqhvpqhvp??????可逆2、热力学第二定律★自发过程的方向性自发过程的反方向过程并非不可进行