工程热力学第一章 基本概念 PPT课件.ppt

第一章 基本概念 热力系统 热力状态及基本状态参数 平衡状态、状态公理及状态方程 准静态过程与可逆过程 热力循环 第一节 热力系统 系统、边界与外界（环境） 闭口系统与开口系统 绝热系统与孤立系统 系统的内部状况 系统、边界与外界（环境） 系统：为了便于研究与分析问题，将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔出来的研究对象，称为热力系统（Thermodynamics system），简称系统(system)。 系统、边界与外界（环境） 外界（surroundings） ：边界以外与系统相互作用的物体，成为外界或环境。 边界（boundary） ：分隔系统与外界的分界面 系统、边界与外界（环境） 热力系统选取的人为性 系统、边界与外界（环境） 边界特性 闭口系统与开口系统 闭口系统（Closed system）：没有物质穿过边界的系统，又称为质量控制系统（Control mass）。闭口系统的质量保持恒定 开口系统（Open system）：有物质流穿过边界的系统，又称为控制体积或控制体(Control volume)。开口系统的界面称为控制界面。开口系统和闭口系统都可能与外界发生能量（功和热）传递。 绝热系统与孤立系统 绝热系统（Adiabatic system）：系统与外界之间没有热量传递的系统。 孤立系统（Isolated system）：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统 热力系统分类 热力系统 简单可压缩系统 系统的内部状况 第二节 热力状态及状态参数 状态与状态参数 基本状态参数 强度性参数与广延性参数 状态与状态参数 状态参数的积分特征 状态参数的微分特征 强度参数与广延参数 基本状态参数（Basic state properties） 基本状态参数——温度（temperature） 热力学第零定律 热力学四定律 温标（Temperature scale） 温标之间的换算 基本状态参数——压力（Pressure） 温度的测量 常用压力单位（Units） 相对压力与绝对压力 表压力与真空度 比容和密度 强度性参数与广延性参数 第三节 平衡状态、状态公理及状态方程 平衡状态 状态公理 状态方程 平衡状态（Equilibrium state） 不同类型的平衡 不同类型的平衡 不同类型的平衡 平衡的本质 平衡与稳定 平衡与均匀 为什么引入平衡概念？ 状态公理 简单可压缩系统（Simple compressible system ） 状态方程（Equation of state） 坐标图（diagram） 第四节 准静态过程与可逆过程 为何引入准静态过程和可逆过程概念 准静态过程 可逆过程 可逆过程的膨胀功（容积功） 可逆过程的热量 为何引入准静态过程和可逆过程概念 一般过程 准静态过程（quasi-static process） 准静态过程的实际意义 准静态过程的工程条件 准静态过程的工程应用 可逆（ reversible ）过程 可逆过程的实现 常见不可逆过程 常见不可逆过程 引入可逆过程的意义 可逆过程与准静态过程的关系 其他说明 可逆过程的膨胀功 可逆过程的热量 热量与容积功的对比 p-v图与T-s图 第五节 热力循环（cycle） 循环和过程 正循环（动力循环Power cycle） 逆循环（制冷循环Refrigeration cycle） 热力循环的评价 热力循环的评价 本章应注意的问题： 1．热力系统概念，它与环境的相互作用，三种分类方法及其特点，以及它们之间的相互关系。 2．引入准静态过程和可逆过程的必要性，以及它们在实际应用时的条件。 3．系统的选择取决于研究目的与任务，随边界而定，具有随意性。选取不当将不便于分析。 选定系统后需要精心确定系统与外界之间的各种相互作用以及系统本身能量的变化，否则很难获得正确的结论。 4．稳定状态与平衡状态的区分：稳定状态时状态参数虽然不随时间改变，但是靠外界影响来的。平衡状态是系统不受外界影响时，参数不随时间变化的状态。二者既有所区别，又有联系。平衡必稳定,稳定未必平衡。 5．状态参数的特性及状态参数与过程参数的区别。 作业题 1-3 1-5 1-9 循环由过程构成 不可逆循环 可逆 过程 不可逆 循环 可逆循环 净效应：对外作功 净效应：吸热 顺时针方向 净效应：对内作功 净效应：放热 逆时针方向 W T1 Q1 Q2 T2 正循环：净效应（对外作功，吸热） 动力循环：热效率 逆循环：净效应（对内作功，放热） 制冷循环：制冷系数 制热循环：供热系数 定义： 系统在不受外界影响的条件下，如果系统的状态参数不随时间变化，则该系统处于平衡状态。 完全不受外界影响的系统是不存在的，因此平衡状态只是一个理想的概念，对于偏离平衡状态不远的实际状