《热力学基本定律》PPT课件

《《热力学基本定律》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章热力学基本定律TheFirstLawofThermodynamics§2-1热力学第一定律实质：能量守恒及转换定律在热过程中的应用要想得到功，必须化费热能或其它能量热力学第一定律又可表述为“第一类永动机是不可能制成的”热力学第一定律的表述:热能和机械能之间可以相互转移或转换,在转移或转换过程中能量的总量必定守恒。一、热力学第一定律实质分子动能分子位能热力学能(内能)U移动动能转动动能振动动能1.内储存能（内能、热力学能）U_____代表储存于系统内部的能量。热力学能(内能)的微观组成：二、热力学能（内能）和热力系统的总

2、能量2.外部储存能宏观动能Ek=mc2/2宏观位能Ep=mgz机械能热力系统的总能量=内部储存能+外部储存能E=U+(Ek+Ep)总能热力学能，内部储存能外部储存能宏观动能宏观位能e=u+ek+ep热力系统单位质量工质具有的总能量热力学能（内能）的说明：热力学能(内能)是状态量U:广延参数[kJ]u:比参数[kJ/kg]内能总以变化量出现，内能零点人为定三、功和热量——迁移能1.体积功（或膨胀功）W——系统体积膨胀或压缩时与外界交换的功量。可逆过程或准静态过程系统膨胀对外界做功，功为正W>0（即dV>0，膨胀）外界对系统

3、做功，功为负W<0（即dV<0，压缩）功量正负号规定：几种常用功的介绍2流动功W推挤功=pAl=pV注意：不是pdvv没有变化pApVlWQminmout流动功Wf:系统维持物质流动所花费的代价Wf=（pV）2-（pV）1w推挤功=pv对流动功的说明1、与宏观流动有关，流动停止，流动功不存在2、作用过程中，工质仅发生位置变化，无状态变化3、并非工质本身的能量（动能、位能）变化引起，而由外界（泵与风机）做出，流动工质所携带的能量可理解为：流动工质进出系统使所携带和所传递的一种能量。3轴功Ws4有用功Wu热力系通过叶轮机

4、械的轴和外界交换的功量称∽。PδWu凡是可以提升重物，驱动机器的功统称为∽。如轴功和电功。反之，则为无用功P0dVδWu=δW-P0dVP0分析活塞汽缸系统中气体的作功问题热力学第一定律的文字表达式=进入热力系的能量离开热力系的能量热力系内部总能量的变化-§2-2热力学第一定律的一般表达式WtolQm1m2uinu2gz1gz2能量守恒原则进入系统的能量-离开系统的能量=系统内部总能量的变化[Q+m1(u1+c12/2+gz1)]-[m2(u2+c22/2+gz2)+Wtol]=dE热力学第一定律一般表达式又

5、称开口系能量方程微分式Q=dE+m2(u2+c22/2+gz2)-m1(u1+c12/2+gz1)+Wtol当有多条进出口：Q=dE+∑m2(u2+c22/2+gz2)-∑m1(u1+c12/2+gz1)+Wtol2.闭口系能量方程WQ一般式Q=dU+WQ=U+Wq=du+wq=u+w单位工质适用条件：1）任何工质2)任何过程Q=dE+∑(u2+c22/2+gz2)m2-∑(u1+c12/2+gz1)m1+Wtol开口系能量方程对闭口系热力循环能量方程1.简单可压缩闭口系准静态过程能

6、量方程w=pdv2.简单可压缩闭口系可逆过程能量方程:q=Tdsq=du+pdv热一律解析式之一Tds=du+pdv闭口系能量方程分析:q=du+w门窗紧闭房间用电冰箱降温？以房间为系统绝热闭口系由闭口系能量方程T电冰箱门窗紧闭房间用空调降温以房间为系统闭口系由闭口系能量方程T空调Q例绝热自由膨胀如图，解：取气体为热力系—闭口系？开口系？抽去隔板，求?结论：绝热自由膨胀，膨胀前后气体温度不变§2-5开口系稳定流动能量方程稳定流动条件：sdE=0稳定流动：是指热力系统在任意截面上工质的一切参数都不随时间变化（注意：不

7、同截面参数可不同）1、进出口处工质状态不随时间变化。2、进出口处工质流量相等，且不随时间改变，满足质量守恒.3、系统与外界交换的热量与功量不随时间改变，满足能量守恒一、开口系稳定流动能量方程的推导WsQp1v1m2u1u2gz1gz2[Q+m1[u1+p1v1+c2/2+gz]-[m2[u2+p2v2+c22/2+gz2+Ws]=dEm1p2v2进入系统的能量-离开系统的能量=系统内部总能量的变化开口系稳定流动能量方程推导Q=dE+m2(u2+p2v2+c22/2+gz2)-m1(u1+p1v1+c12

8、/2+gz1)+Ws流动时，总一起存在定义：焓h=u+pv单位[kJ/kg]∴Q=dE+m2(u2+p2v2+c22/2+gz2)-m1(u1+p1v1+c12/2+gz1)+Wsh2h1焓的物理意义：开口系中随工质流动而携带的、取决于热力状态的能量。是状态量开口系稳定流动能量方