02第二章 能量转换的基本概念和基本定律.ppt

《02第二章 能量转换的基本概念和基本定律.ppt》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、第二章能量转换的基本概念和基本定律第一节基本概念一热力系和工质1、热力系热力学中所研究的对象称为热力学系统，简称热力系。常见的热力系(1)、闭口系：热力系与外界没有物质交换。（C.M)(2)、开口系：热力系与外界有物质交换。(C.V)(3)、绝热系：热力系与外界无热量交换。(4)、孤立系：热力系与外界既无能量交换又无物质交换。(5)、简单可压缩系：热力系与外界只有一种体积变化功的交换。(6)、热源：无限大的热库，吸入热量和放出热量后，温度不变。热力系边界的特点固定边界移动边界真实的边界界面假想的空间界面2、工质实现能量相互传递与转换的物质（介质）称为工

2、质。如：水蒸汽、内燃机中工作的燃气制冷剂常用的气态物质等。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

3、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。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(kgf/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：1mmH2

4、O＝9.8067Pa压力的测量（1）当p>pb时，p=pb+pgpg称为表压（压力表）当p

5、三相点为273.16K,单位“开尔文”是水有三相点温度的1／273。16T单位K，T=273.15+tb、摄氏温标水的三相点为0.01℃，水的标准沸点为100℃。t单位℃t=T-273.15＊（有关温度热力学温标在第二定之后有严格证明）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,T)=0或p=p(T,v);v=v(p,T);T=T(p,v)2、坐标图二个独立变量时，可以用平面图表示。而平面上的任意一点则代表了一个平衡状态；所有的状态都可以在平面上找到。四准平衡态过程和可逆过程

6、1、准平衡态（准静态）过程●定义：由一系列偏高平衡态不远的状态组成的热力过程称为准平衡态过程。●准平衡态过程的实现过程过程进行得非常缓慢，平衡破坏后能自动恢复平衡，且恢复需时间（弛豫时间）很短，过程中随时都不致远离平衡状态。准平衡态过程就可在p-v图上用连续曲线表示。●实现准平衡态过程的条件是：热平衡ΔT→0力平衡Δp→02、可逆过程（理想过程）定义如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向返回原来的状态，并使相互作用中所涉及到的外界也回复到原来的状态，而不留下任何变化，则这一过程为可逆过程。可逆过程＝准平衡态过程＋无耗散效应（耗散效应：通过摩阻、电

7、阻、磁阻等使功变为热的效应）可逆过程不仅要求工质内部是平衡的，而且要求工质与外界的作用可以无条件地逆复。五功和热量功和热量是热力过程中系统与外界交换的不同形式的能量。1、功（膨胀功或体积功）W：表示系统与外界交换的膨胀功(外界得到的膨胀功量）。根据功的定义，功可表示为Fdx或∫Fdx对于热力系F·dx=pA·dx=pdV问题:对于一个准平衡态过程，过程中有确定的p、V，所以可以得到确定的pdV和∫pdV，但是它是否就等于系统与外界交换的膨胀功？结论：只有在可逆过程中才有δW=pdVW=∫12pdVδw=pdvw=∫12pdv以后在p－v图及T－s图中凡

8、是用实线画出的过程都表示可逆过程。有用功Wu、无用功Wr和耗散功Wl闭口系膨胀过程中用推动大所