能量转换的基本概念和基本定

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1、热工基础巫英伟西安交通大学Tel:13992832620Email:wyw810@mail.xjtu.edu.cn第二章能量转换的基本概念和基本定律一、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。第一节基本概念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

2、与外界的作用都通过边界。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边界示意图假想闭口系：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。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。绝热系：系统与外界无热交换。绝对的绝热系和孤立系实际上不存在，是两种理想模型。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

3、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锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器交换功、质量交换热、质量既交换功，也交换热、质量热力系统选取的人为性二平衡状态及基本状态参数1、平衡状态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）。若系统的各部分之间没有热量传递,则系统处于热平衡.若系统的各部分之间没有相对位移,则系统处于力平衡.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

4、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）：温度平衡（热平衡）。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。2、状态参数及其特点状态参数；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。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

5、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)3、基本状态参数(1)、比体积单位m3/kg密度(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

6、汞柱mmHg：1mmHg＝133.32Pa毫米水柱mmH2O：1mmH2O＝9.8067Pa1Pa=1N/m2压力的测量（1）当p>pb时，p=pb+pgpg称为表压（压力表）当p

7、系分别与第三个热力系热平衡，那么这两个热力彼此处于热平衡。这一宏观物理性质称为温度。温度的数值表示方法称为温标。温度的单位有摄氏度温标、热力学温标、华氏温标。温标:经验温标建立的三要素：依赖于测温物质的性质华氏温标：英制单位，单位为热力学温标和摄氏温标两种温标的温差是相等的。摄氏温标：用t表示，单位为℃热力学(开尔文或绝对)温标，用T表示，单位为K。基准点选取的原则—热力学温标的起点定为绝对零度，-273.15℃—基准点：水的三相点，0.01℃,273.16K。23例题1如图，已知大气压pb=1013

8、25Pa，U型管内汞柱高度差H=300mm，气体表B读数为0.2543MPa，求：A室压力pA及气压表A的读数pgA24解：25例题2定义一种热力新的线性温度标尺--牛顿温标（单位为牛顿度，符号为oN），水的冰点和汽点分别是100oN和200oN。1）试导出牛顿温标TN与热力学温度T的关系式。2）热力学温度为0K时，牛顿温TN度是多少？三状态方程、坐标图1、状态方程基本状态参数之间的函数关系式称为工质的状态方程。由状态公理得：只有两保独立变量）F(p,v