热力学第01章基本概念.ppt

二、可逆功 当过程为可逆过程时， ，故 可见：可逆过程的功，可由 　　　过程中工质状态参数 　　　的变化来进行计算。 示功图如右：则有， 可逆过程功可用示功图上过程线下的面积表示。 功是过程量。 　　某一状态时没有功的概念。(无 ) 功的“正”与“负”的意义： 膨胀， 压缩， 定容， 系统对外界作功，如1-2； 系统不作功，如1-4； 外界对系统作功，如1-3。 三、广义功 (不要求) 四、过程热量 热量(heat)： 系统和外界之间仅仅由于温度 不同而通过边界传递的能量。 单位：焦耳(J)。 正负：系统吸热为“正”，放热为“负”。 计算式及其在T-S图上的表示： 所以，热是过程量。 §1-7热力循环 一、循环 (thermodynamic cycle) 定义：系统经一定的过程之后，又回到原来的状态。 特性：系统一切状态参数复原。 可逆循环(reversible cycle)：全部由可逆过程组成的循环； 不可逆循环(irreversible cycle)：其中有部分过程或全部过 　　　　　　　　　　　　　　程是不可逆的循环。 二、正向循环和逆向循环 正向循环(direct cycle) 　　— 热动力循环(power cycle) 在p-v图上和T-s图上为顺时针方向进行 正向循环：系统净吸热，对外作净功。 逆向循环(reverse cycle) (图中红箭头方向) 　　— 制冷循环(refrigeration cycle) 热泵循环(heat-pump cycle) 在p-v图和T-s图上为逆时针方向进行 系统消耗净功，向外界放出净热。 工程热力学B 平日点名=10% （5次点名，一次2分） 平日作业=20% 期末考试=70% 授课老师： 刘杨（海洋学院） 办公室： D07-304 电子邮箱: yang.liu1@ 绪 论 能源是什么（风，水力，太阳，地热，原子能等） 热能利用的两种形式： 热利用（冶金，化工）和热能机械能/电能转换（蒸汽机）。 工程热力学研究物质的能量、能量传递和转换以及能量与物质性质之间普遍关系的科学。工程热力学在阐述热力学普遍原理的基础上，研究这些原理的技术应用的科学。着重研究的是热能与其他形式能量（主要是机械能）之间的转换规律以及其工程应用。 这门课程是能源、动力、机械、航天、航空、化工、生物工程和环境工程等领域的基础学科。 经过热能形式被利用的能源约90%。 第一章 基本概念 基本概念（Basic concepts and definitions） §1-1 热能动力装置（Thermal Power Plant） 定义： 从燃料燃烧中获得热能并利用热能得到动力的整套设备。 分类 { 燃气动力装置combustion gas power plant 蒸汽动力装置steam power plant { 内燃机 gas turbine internal combustion engine jet power plant 燃气轮机 喷气动力装置 燃气动力装置--内燃机（示意图） 蒸汽动力装置（流程图） 锅炉 过热器 汽轮机 发电机 冷凝器 泵 返回 继续 下一页 共同本质： 都是通过媒介物的： §1-2 工质、热源及热力系统 定义:实现热能和机械能互相转化的媒介物质。 对工质的要求： ① 膨胀性 ② 流动性 ③ 热容量 ④ 稳定性、安全性 ⑤ 环保性能 ⑥ 价格 } 物质三态中气体最合适 1. 工质（working fluid） 吸热 膨胀做功 排热 来完成从燃料燃烧产生的热能向机械能的转化。 2.热源（heat source；heat reservoir） 定义：工质从中吸取或向之排放热能的物质系统。 热源 { 温度高低 温度变化 { { 高温热源（热源 — heat source） 低温热源（冷源—heat sink） 恒温热源（constant heat reservoir） 变温热源（variational heat reservoir） 3.热力系统（热力系、系统、体系）和 外界及边界 系统（thermodynamic system or system） 人为分割出来，作为热力学研究对象的有限物质； 外界（surrounding ）与体系发生能量和物质交换的物质； 边界（boundary）系统与外界的分界线（面）； System Boundary Surroundings 三者之间的关系： 汽缸-活塞装置（闭口系例） 汽缸-活塞系统 闭口系统：和外界只有能量交换而没有物质交换的热力系统 汽车发动机（开口系示例） 开口系统：和外界有能量交