工程热力学讲义

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1、工程热力学讲稿工程热力学讲义绪论(2学时)一、基本知识点基本要求理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法·理解热能利用的两种主要方式及其特点·了解常用的热能动力转换装置的工作过程1．什么是工程热力学从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途径。电能一一机械能锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一(直接利用)供热锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一汽轮机一一(间接利用)发电冰箱一一-(耗能)制冷130工程热力学讲稿2．能源的地位与作用及我国能源面临的主要

2、问题3.热能及其利用（1）.热能：能量的一种形式（2）.来源：一次能源：以自然形式存在，可利用的能源。如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。二次能源：由一次能源转换而来的能源，如机械能、机械能等。（3）.利用形式：直接利用：将热能利用来直接加热物体。如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大)间接利用：各种热能动力装置，将热能转换成机械能或者再转换成电能，4．.热能动力转换装置的工作过程5．热能利用的方向性及能量的两种属性过程的方向性：如：由高温传向低温能量属性：数量属性、,质量属性(即做功能力)注意：数量守衡

3、、质量不守衡提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。130工程热力学讲稿6．本课程的研究对象及主要内容研究对象：与热现象有关的能量利用与转换规律的科学。研究内容：（1）．研究能量转换的客观规律，即热力学第一与第二定律。（2）．研究工质的基本热力性质。（3）．研究各种热工设备中的工作过程。（4）．研究与热工设备工作过程直接有关的一些化学和物理化学问题。7．.热力学的研究方法与主要特点（1）宏观方法：唯现象、总结规律，称经典热力学。优点：简单、明确、可靠、普遍。缺点：不能解决热现象的本质。（2）微观方法：从物

4、质的微观结构与微观运动出发，统计的方法总结规律,称统计热力学。优点：可解决热现象的本质。缺点：复杂，不直观。主要特点：三多一广，内容多、概念多、公式多。联系工程实际面广。条理清楚，推理严格。二、重点、难点130工程热力学讲稿重点：热能利用的方向性及能量的两种属性难点：使学生认识到学习本课程的重要性，激发学生的学习兴趣和学习积极性，教会学生掌握专业基础课的学习方法。四、德育点·通过对我国能源及其利用现状的介绍,增强学生对我国能源问题的忧患意识和责任意识,激发学生为解决我国能源问题而努力学习的爱国热情·通过热能利用在

5、整个能源利用中地位的阐述,使学生认识研究热能利用和学习工程热力学的重要性,向学生渗透爱课程、爱专业教育五、练习与讨论讨论题:能源与环境、节能的重要性、建筑节能、辩证思维学习方法：物理概念必须清楚，记住一般公式，注意问题结果的应用。第1章基本概念本章基本要求:130工程热力学讲稿深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。本章重点：取热力系统，对工质状态的描述，状态与状态参数的关系，状态参数，平衡状态，状态方程，可逆过程。1.1热力

6、系统一、热力系统系统：用界面从周围的环境中分割出来的研究对象，或空间内物体的总和。外界：与系统相互作用的环境。界面：假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。依据：系统与外界的关系，系统与外界的作用：热交换、功交换、质交换。130工程热力学讲稿二、闭口系统和开口系统(按系统与外界有无物质交换)闭口系统：系统内外无物质交换,称控制质量。开口系统：系统内外有物质交换,称控制体积。三、绝热系统与孤立系统绝热系统：系统内外无热量交换(系统传递的热量可忽略不计时，可认为绝热)孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换=系统

7、+相关外界=各相互作用的子系统之和=一切热力系统连同相互作用的外界四、根据系统内部状况划分可压缩系统：由可压缩流体组成的系统。130工程热力学讲稿简单可压缩系统：与外界只有热量及准静态容积变化均匀系统：内部各部分化学成分和物理'性质都均匀一致的系统，是由单相组成的。非均匀系统：由两个或两个以上的相所组成的系统。单元系统：一种均匀的和化学成分不变的物质组成的系统。多元系统：由两种或两种以上物质组成的系统。单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液

8、、气组成的三相系统。注意:系统的选取方法仅影响解决问题的繁复程度，与研究问题的结果无关。思考题：孤立系统一定是闭口系统吗。反之怎样。孤立系统一定不是开口的吗。孤立系统是否一定绝热。1．2工质的热力状态与状态参数130工程热力学讲稿一、状态与状态参数状态：热力系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。状态参数：描述工质状态特性的各种状态的宏观物理量。如：温度（T）、压力（P）