【正文】 process) 定義：偏離平衡態(tài)無窮小，隨時(shí) 恢復(fù)平衡的狀態(tài)變化過程 。 進(jìn)行條件 ： 破壞平衡的勢 — Tp ?? ,過程進(jìn)行無限緩慢 工質(zhì)有恢復(fù)平衡的能力 準(zhǔn)靜態(tài)過程可在狀態(tài)參數(shù)圖上用連續(xù)實(shí)線表示 無窮小 高等熱力學(xué) 可逆過程 reversible process 定義 ： 系統(tǒng)可經(jīng)原途徑返回原來狀態(tài)而在外界不留下任何變化 的過程 。 可逆過程與準(zhǔn)靜態(tài)過程的關(guān)系 非準(zhǔn)靜態(tài) 不可逆 準(zhǔn)靜態(tài) 可逆 高等熱力學(xué) 可逆和不可逆 工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)系統(tǒng)經(jīng)歷某一過程后，如果能使系統(tǒng)與外界同時(shí)恢復(fù)到初始狀態(tài)，而不留下任何痕跡，則此過程為可逆過程 注意： 可逆過程只是指可能性， 并不是指 必須要回到初態(tài)的過程。 高等熱力學(xué) 可逆過程 討論 ： =準(zhǔn)靜態(tài) +沒有耗散效應(yīng) ，可逆著 眼于系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)與外界作用的總效果 高等熱力學(xué) 可逆過程和準(zhǔn)靜態(tài)過程 氣態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)平衡過程的條件是促使系統(tǒng)平衡被破壞的壓力差及溫度差為無限小，過程進(jìn)行的時(shí)間非常長。準(zhǔn)靜態(tài)過程的著眼點(diǎn)是 系統(tǒng)內(nèi)部 平衡。 高等熱力學(xué) 如果系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)過程后，可沿原過程的路線反向進(jìn)行，回復(fù)到原狀態(tài)，而且 不在外界留下任何影響 可逆過程 。 在外界的作用下系統(tǒng)都可循原途徑的反向回到原狀態(tài)，關(guān)鍵是否系統(tǒng)在回復(fù)到原狀態(tài)的同時(shí) 不給外界留下任何影響 。 高等熱力學(xué) 過程在有限壓差作用下進(jìn)行， 是非準(zhǔn)靜態(tài)過程 。 fApFpA b ??? ?c o s 過程為 準(zhǔn)靜態(tài)過程但不可逆 。因氣體膨脹作功除用于排斥大氣作功和克服摩擦耗功，其余部分轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽軆Υ嬗陲w輪內(nèi)。利用飛輪積儲的動能可使活塞返行，但摩擦使活塞不能返回到原位置，借助于外力可推動活塞回到原位，這就在外界留下影響，因此過程是準(zhǔn)靜態(tài)的但不可逆。 fApFpA b ??? ?c o s高等熱力學(xué) 運(yùn)動無摩擦，傳熱無溫差的準(zhǔn)平衡過程是可逆過程 。 fApFpA b ??? ?c o s非準(zhǔn)靜態(tài)過程 fApFpA b ??? ?c o s準(zhǔn)靜態(tài)過程，不可逆 )0(c o s ??? fApFpA b?準(zhǔn)靜態(tài)過程，可逆過程 )0(c o s ??? fApFpA b?準(zhǔn)靜態(tài)的也是 可逆 的。 高等熱力學(xué) 溫度的定義 ? 人們的經(jīng)驗(yàn)： 溫度是表征物體冷熱程度的物理量。 ? 微觀意義： 是物質(zhì)微觀熱運(yùn)動的宏觀體現(xiàn)，與分子平均動能成正比。 ? 熱力學(xué)定義： 決定一個(gè)系統(tǒng)是否與其它系統(tǒng)處于熱平衡的宏觀性質(zhì)。處于熱平衡的各系統(tǒng)溫度相同。 第一章 溫度和熱力學(xué)第零定律 高等熱力學(xué) 熱力學(xué)第零定律 ? 如果系統(tǒng) B和 C分別與系統(tǒng) A處于熱平衡，那么它們也彼此處于熱平衡。 ? 一百多年前麥克斯韋 ()就強(qiáng)調(diào)指出這種表述是一條很重要的物理定律，但是在熱力學(xué)第一定律和第二定律確立后的半個(gè)世紀(jì)，這一觀點(diǎn)才重新被后人所認(rèn)識，按照福勒爾 ()的提法，這個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律稱作為熱力學(xué)第零定律。 第一章 溫度和熱力學(xué)第零定律 高等熱力學(xué) 溫度測量和溫標(biāo) ? 經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo) ? 理想氣體溫標(biāo) ? 熱力學(xué)溫標(biāo) ? 1990年國際溫標(biāo) (ITS90) ? 各種溫標(biāo)之間的相互關(guān)系 第一章 溫度和熱力學(xué)第零定律 高等熱力學(xué) 熱力學(xué)第一定律 ? 內(nèi)能 ? 能量守恒與熱力學(xué)第一定律 ? 閉口系的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式 ? 開口系的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式 (穩(wěn)定流動能量方程 ) ? 化學(xué)反應(yīng)過程熱力學(xué)第一定律的表達(dá) 第二章 熱力學(xué)第一定律 高等熱力學(xué) 熱力學(xué)第二定律 ? 卡諾原理 ? 熱力學(xué)第二定律的表述與實(shí)質(zhì) ? 熵及其物理意義 ? 克勞休斯不等式和不可逆過程的熵變 ? 孤立系統(tǒng)熵增加原理 第三章 熱力學(xué)第二定律 高等熱力學(xué) 熱力學(xué)曲面與相圖 ? 三個(gè)單相區(qū) ，三個(gè)兩相共存區(qū) ，臨界點(diǎn)，飽和狀態(tài)，三相點(diǎn) ? 相圖： – 相圖上的分界線； – 分界線的終點(diǎn)問題； – 低溫物理新現(xiàn)象： He的液化，超流 第四章 純凈流體的熱力學(xué)性質(zhì) 圖 1 凝固時(shí)收縮物質(zhì)的相圖 圖 2 凝固時(shí)膨脹物質(zhì)的相圖 流體蒸汽液體固體臨界點(diǎn)三相點(diǎn)SLL VS VpT流體蒸汽液體固體臨界點(diǎn)三相點(diǎn)SLL VS VpT圖 3 從液相到氣相的連續(xù)轉(zhuǎn)變 流體蒸汽液體固體臨界點(diǎn)三相點(diǎn)SLL VS VpTba 圖 4 4He的相圖 圖 5 汽相和液相區(qū)的 pV圖 臨界點(diǎn) K上三相點(diǎn) K? 點(diǎn) K正常液相液 He I超流液相液 He IITp臨界等溫線飽和液體線 飽和蒸氣線臨界點(diǎn)蒸氣液體T = 常數(shù)vp高等熱力學(xué) 狀態(tài)方程 ? 狀態(tài)方程和狀態(tài)公理 ? 理想氣體狀態(tài)方程 ? 維里方程 第四章 純凈流體的熱力學(xué)性質(zhì) ?????? 32 )()()(1 v TDv TCvTBZ?????? 32 )(39。)(39。)(39。1 pTDpTCpTBZ高等熱力學(xué) 狀態(tài)方程 ? 壓縮因子與維里系數(shù)：玻意耳溫度 ，回折溫度 第四章 純凈流體的熱力學(xué)性質(zhì) 圖 6 低壓區(qū)壓縮因子圖 圖 7 第二維里系數(shù)與溫度的關(guān)系圖 ZP0 Z= 1T r ~5T r ~ 10T r ~ 2. 5T r ~1T r ~ 0. 7TB ’( T )0T B? 截?cái)嗑S里型方程及系數(shù)估算 高等熱力學(xué) 狀態(tài)方程 ? 立方型方程 – 方程的基本形式： vdW方程， RK方程，RKS方程， Wilson方程， PR方程 – 方程系數(shù)的確定方法 – 方程計(jì)算得到的等溫線及其解釋 – 方程的無量綱化 – 方程的應(yīng)用范圍及其局限性 第四章 純凈流體的熱力學(xué)性質(zhì) 0?????????cTvp 022???????????cTvp( , )c c cp f T v?高等熱力學(xué) 狀態(tài)方程 ? 多參數(shù)狀態(tài)方程 – BB方程， BWR方程， MH方程 – 具體形式及應(yīng)用范圍 ? 壓縮因子的通用化關(guān)聯(lián) – 兩參數(shù)關(guān)聯(lián)方法 – 以 Zc為第三參數(shù)的三參數(shù)關(guān)聯(lián) – 以偏心因子為第三參數(shù)的關(guān)聯(lián)方法 (LeeKesler方法 ) 第四章 純凈流體的熱力學(xué)性質(zhì) ),( rr pTfZ ?? ?Z f p T Zr r c? , ,()( ) ( ) ( ) ( 0 ) ( 1 )( ) ( ) ()bb r brbZ Z Z Z Z Z?? ????? ? ? ? ??高等熱力學(xué) 固定組分的熱力學(xué)微分關(guān)系式 第四章 純凈流體的熱力學(xué)性質(zhì) d u T d s p d vd h T d s v d pd a sd T p d vd g sd T v d p????? ? ?? ? ?熱力學(xué)恒等式( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )svspTvTpTpvsTvpsspvTsvpT?????????????????????麥克斯韋關(guān)系式( ) ( )( ) ( )( ) ( )vpsTvpsTuhTssuapvvagsTThgvpp??? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ???? ? ?????? ? ?????????偏導(dǎo)數(shù)關(guān)系高等熱力學(xué) 固定組分的熱力學(xué)微分關(guān)系式 ? 熱力學(xué)微分關(guān)系式的推導(dǎo)方法 ? 推導(dǎo)技巧 ? Bridgman表的應(yīng)用 ? 熱容、熵、內(nèi)能、焓、焦－湯系數(shù)等的普遍關(guān)系式 第四章 純凈流體的熱力學(xué)性質(zhì) 高等熱力學(xué) 偏差函數(shù)和逸度 ? 偏差函數(shù)的求解方法 – 直接積分法及其困難 – 偏差函數(shù)法 第四章 純凈流體的熱力學(xué)性質(zhì) p T (p1， T1， h1) 1 (p2， T2， h2) 2 (T1， p0) (T2， p0) 10 20 高等熱力學(xué) 偏差函數(shù)和逸度 ? 偏差函數(shù) – 偏差函數(shù)的定義 – 偏差函數(shù)的計(jì)算方法 – 狀態(tài)方程法計(jì)算偏差函數(shù)：不同狀態(tài)方程的計(jì)算公式 – 對比態(tài)方法計(jì)算偏差函數(shù)：偏差焓和偏差熵 第四章 純凈流體的熱力學(xué)性質(zhì) ),(),( 00 pTMpTMM D ???理氣狀態(tài) 實(shí)際狀態(tài) 高等熱力學(xué) 偏差函數(shù)和逸度 ? 逸度和逸度系數(shù) – 逸度定義 – 逸度系數(shù)定義 – 約束條件 – 逸度系數(shù)的計(jì)算方法：狀態(tài)方程法計(jì)算逸度系數(shù)，對比態(tài)方法計(jì)算逸度系數(shù) 第四章 純凈流體的熱力學(xué)性質(zhì) fR T