第一章 基本概念及定义.ppt
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2、状态参数的性质 (1)状态参数的微元差是全微分: (2)状态参数的变化量只与初、终状态有关,而 与途径无关: 4、温度(temperature) ■温度的定义 温度在宏观上表示物体的冷热程度,在微观 上表示分子热运动的激烈程度。 5、压力(pressure) ■压力的定义 单位面积上所受的垂直作用力。气体的压力 是大量分子撞击器壁的平均结果。 表压力 ■压力的单位 6、比体积及密度 ■比体积(specific volume) 1-4 平衡状态、状态方程式、坐标图 1、平衡状态(equilibrium state) ■平衡状态的定义 不受外界作用时,系统的状态不随时间变化。 ■平衡状态的条件 2、状态方程式(state equation) 1-5 工质的状态变化过程 1、准平衡过程(quasi-equilibrium process) ■准平衡过程的定义 实际过程都是不平衡的,但如果偏离平衡状 态很小,并且过程进行得很缓慢,有足够的时间 恢复平衡,则可以认为热力过程中所有状态都无 限接近于平衡状态,这样的过程就称为准平衡过 程(准静态过程,quasi-static process)。 ■准平衡过程的条件 工质与外界的压差和温差无限小。 2、可逆过程(reversible process) ■可逆过程的定义 当系统完成某一过程后,如果沿相同的路径 逆向进行,能使系统和外界都回复到原来的状态 而不留下任何改变,这样的过程就称为可逆过程。 1-6 过程功和热量 1、功(work) ■功的热力学定义 系统与外界由于压差通过边界传递的机械能。 ☆注意:功不仅与初、终状态有关,还与中间途 径有关,属于过程量。 ■可逆过程的体积变化功 ■体积变化功的组成 解: ☆类似题目 活塞上取走重物,活塞上升,求气体所做的 功。 2、过程热量(heat) ■热量的定义 系统与外界由于温差通过边界传递的热能。 ☆注意:热量不仅与初、终状态有关,还与中间 途径有关,属于过程量。 ■热量的正负 系统吸热为正,放热为负。 ■热量的单位 ■可逆过程的热量 1-7 热力循环 1、可逆循环和内可逆循环 ■循环的定义(cycle) 工质从某一状态开始,经过若干过程,又回 复到原来的状态。 ☆注意:工质经历一个循环后,状态参数的变化 量为0。 ■可逆循环和不可逆循环(reversible cycle, irreversible cycle) 全部由可逆过程组成的循环称为可逆循环。 有部分过程或全部过程是不可逆的循环称为不可 逆循环。 只有可逆循环才能在坐标图上用闭合曲线来 表示。 ■内可逆循环(internally reversible cycle) 循环中,系统内部的耗散效应 可以忽略不计,但工质与热源之间 为有限温差传热,是不可逆过程。 此时可以设想在工质与热源之 间有一个中间热源,中间热源与工 质之间的温差无限小,传热过程是 可逆的。这样内部可逆、外部不可 逆的循环称为内可逆循环。 2、正向循环(direct cycle) ■定义 热量从热源传给冷源,热能 转化为机械能、对外界作功的循 环称为正向循环,又称为热动力 循环(power cycle)。 ■ 图和 图 3、逆向循环(reverse cycle) ■定义 热量从冷源传给热源, 机械能转化为热能、外界 耗功的循环称为逆向循环。 ■制冷循环(refrigeration cycle) 夏季制冷,使室内空气维 持较低的温度。 图和 图 4、循环的经济性指标 第一章 小结 ■热能动力装置、制冷装置与热泵、工质、热 源、冷源 ■热力系统及其分类、外界、边界 ■热力学状态、状态参数(压力、温度、体积) ■平衡状态、状态方程式、状态参数坐标图 ■准平衡过程、可逆过程 ■功、热量 ■热力循环、正向循环、逆向循环、循环的经济 性指标 第一章 作业 1-12(功的计算) 1-16(功的计算) E 热源 热机 冷源 3 1 2 4 7 5 6 8 正向循环在坐标图上为顺时针方向。 热源 制冷机(热泵) 冷源 室外大气 制冷机 室内空气 室内空气 热泵 室外大气 ■热泵循环(heat pump cycle) 冬季制热,使室内空气维 持较高的温度。 3 1 4 2 7 5 8 6 逆向循环在坐标图上为逆时针方向。 经济性指标= 得到的收益 花费的代价 ■正向循环的热效率 ■制冷循环的制冷系数 ■热泵循环的热泵系数 绝对值 热源 热机 冷源 热源 制冷机(热泵) 冷源 使用时,直接删除
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