【正文】 第一節(jié) 基本概念 熱力系統(tǒng) 被研究的對象 。 在熱力學中，為了分析問題的方便，人為地把研究對象從周圍物體中分割出來，這種 人為劃定的一定范圍內的研究對象稱為“熱力學系統(tǒng)”，簡稱為“熱力系”或“系統(tǒng)”。 熱力系統(tǒng)是由 人為因素 決定的。 第二章 基本概念及基本定律 閉口系統(tǒng)：與外界無物質交換的系統(tǒng)。 與外界只有能量交換而無物質交換。 (控制質量的系統(tǒng) ) 開口系統(tǒng)：與外界有物質交換的系統(tǒng)。 與外界不僅有能量交換而又有物質交換。 (控制容積的系統(tǒng) ) 絕熱系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界無熱量交換的系統(tǒng)。 孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)和外界無任何能量和物質交換的系統(tǒng)。 孤立系統(tǒng)一定是閉口系統(tǒng)，也一定是絕熱系統(tǒng) 熱力系統(tǒng)的研究范圍是某控制體積 或某工作物質 狀態(tài)參數(shù) 可直接測得、 VpT導出狀態(tài)參數(shù)、 HSU 即：絕對溫度、絕對壓力、比體積、 熱力學能、 焓、 熵 狀態(tài)參數(shù)的數(shù)學特征： 0,1221 ??? ?? zdzzzd???S ???H ???U例如：一個可逆循環(huán)后狀態(tài)參數(shù)的變化值為 常用的六個狀態(tài)參數(shù)： 溫度、壓力 溫度：攝氏溫度 t（ ℃ ），絕對溫度 T（ K） T＝ t℃ ＋ eb ppp ?? )( bpp ? Vb ppp ?? )( bpp ? bp ——大氣壓； ep ——表壓； Vp ——真空度 例：真空表讀數(shù) 30kpa，大氣壓力 100kpa，容器內工質的壓力：（） 壓力：表壓、絕對壓力、大氣壓力 可逆過程 可逆過程：如果系統(tǒng)完成一熱力過程后，再沿原來路徑逆向進行時，能使系統(tǒng)和外界都返回原來狀態(tài)而不留下如何變化。也可答： 是沒有耗散效應的準平衡過程。 可逆絕熱過程：根據(jù)熵的定義，熵保持不變的過程。則可逆絕熱過程即為等熵過程。 體積變化功： 氣體體積增大時，克服外力作功，稱為膨脹功； 氣體體積經(jīng)外力壓縮而減小時，外力對氣體作壓縮功；膨脹功和壓縮功通稱為體積變化功。 熱力學中規(guī)定：系統(tǒng)對外做功（膨脹功）為正值，外界對系統(tǒng)作功（壓縮功）為負值。 絕熱自由膨脹的特點（例題 21及 27）： 體積增大、溫度不變，系統(tǒng)對外不做功。 熱能、熱量區(qū)別 熱能是系統(tǒng)儲存能，取決于狀態(tài)； 熱量是系統(tǒng)與外界由于溫差而交換的能量，是過程量 熱力學中規(guī)定：系統(tǒng)吸熱時熱量去正值，系統(tǒng)對外放 熱時取負值。 第二節(jié) 熱力學第一定律 開口系統(tǒng)能量方程 ???? uq WUQ ??? 或 基本能量方程式，適用于閉口系統(tǒng)的任何熱力過程。 ??? ?? uq d， vpuq dd ??? ???? p d vuq， 、 pdvw ?? ?? pdvw（可逆過程： ）； （可逆過程） vpdTcq v d??? ?? ?? pdvdTcq v 適用于理想氣體可逆過程 ??? dTcu v dTcdu v?或 wdTcq v ?? ?? wTcq v ??? 適用理想氣體任意過程（可逆、不可逆、準靜態(tài)、多變） （理想氣體： ） p d vdTcq v ??? ?? ?? p d vdTcq v 適用于理想氣體可逆過程 穩(wěn)定流動能量方程 ? ? ? ? swzzgcchhq ?????? 122f2f121221)( － 流動過程中流體實現(xiàn)能量轉換有三種方式： 1）熱量交換 2）軸功交換 3）流體內部儲存能（焓、宏觀動能、宏觀勢能）的變化 thq ???? 適用條件：任何工質的流動過程 （理想氣體、實際氣體、可逆過程、不可逆過程、流動過程） tp Tcq ????適用條件：理想氣體任何過程、 21 hht ???適用條件：絕熱過程（可逆、不可逆） 技術功、膨脹功、流動功的關系 sht WzmgcW ?????2m21tf WWW ??ft WWW ??pvwpvvppvwvpwtfddd)d(d????????? 流動過程中的技術功包括 :(A ) A、膨脹功和流動功 B、軸功和流動功 C、膨脹功、流動功和軸功 計算題 2－ 14（新版 p56） 2－ 18（新版 p56） 第三節(jié) 熱力學第二定律 熱力學第二定律的表述 克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳向了高溫物體而 不引起其他變化。 開爾文－普朗克表述：不可能從單一熱源取熱使之完全變?yōu)楣Χ?不引起其他變化。 什么是第二類永動機？為什么說它不能制造成功？ 第二類永動機： 以環(huán)境為單一熱源，使機器從中吸熱對外做功。 第二類永動機不可能制造成功，因為違背了熱力學第二定律的開爾文說法。不可能從單一熱源取熱使之完全變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓? 卡諾循環(huán)和卡諾定理 卡諾循環(huán)由兩個可逆等溫過程 和兩個可逆絕熱過程組成。 ba? ：可逆定溫吸熱過程， ； cb? ：可逆絕熱膨脹過程 dc? ：可逆定溫放熱過程； ad? ：可逆絕熱壓縮過程 卡諾循環(huán)熱效率： HLc TT??1? ?c?HLc TT?? 1?綜合卡諾循環(huán)和卡諾定理可以得到以下結論： （ 1）卡諾循環(huán)熱效率取決于高溫熱源與低溫熱源的溫度，提高高溫熱源溫度和降低低溫熱源溫度可以提高其熱效率； （ 2）因高溫熱源溫度趨向無窮大及低溫熱源溫度等于零均不可能，所以循環(huán)熱效率必小于 1，即在循環(huán)發(fā)動機中不可能將熱全部轉變成功； （ 3）當高溫熱源溫度等于低溫熱源溫度時，循環(huán)的熱效率等于零，即只有一個熱源，從中吸熱，并將之全部轉變成功的熱力發(fā)動機是不可能制成的。 c?HLH Q ?? 1n e ttc ?? ＝abHH STQ ?? baLL STQ ??? ?HLabHbaL TTSTST ?????? 11c?若以 表示卡諾熱機循環(huán)的熱效率，則： 注意： ? ?HLabHbaL TTSTST ?????? 11c?判斷過程是否可發(fā)生、是否可逆 TQS r e vd ??熵 1）定義式： 2）熵變化量的判斷： 可逆過程系統(tǒng)與外界交換的熱量與熱源溫度的比值 0?Q? ?s0?Q? ?s不變s系統(tǒng)可逆放熱： 系統(tǒng)可逆絕熱： 系統(tǒng)可逆吸熱： ? ? 0TQ?? ? 0TQ?克勞修斯不等式 0?? TQ?不可逆循環(huán)： 0?? TQ?可逆循環(huán)： 0?? TQ?不可能發(fā)生： 可判斷過程是否可發(fā)生、是否可逆 gf1212 SSSSS ?????? 21 rf a TQS ?＝0g ???? fSSS0g ?S 0g ?S0g ?S熵流和熵產(chǎn) ? 熵流： 是過程中系統(tǒng)與外界換熱而對系統(tǒng)熵變的“貢獻”，即由于熱量流進、流出系統(tǒng)引起的系統(tǒng)熵變部分。 過程不可逆性對熵變的“貢獻” 可逆： 不可逆： 可判斷過程是否可發(fā)生、是否可逆 可正、可負、為 0 ? 熵產(chǎn)： 練習： 2－ 31（新版 p57） 第三章 工質熱力性質 理想氣體狀態(tài)方程（表達式及符號的單位） 1mol氣體： TRpv g?RTpV m ?m kg氣體： TmRpVm p v g?? n mol氣體： n R TpV ? K)J /( m o l ? K)J/(k g ?通用氣體常數(shù) R： ， 氣體常數(shù) Rg： 例如： 1千摩爾理想氣體狀態(tài)方程： RTpV 1 0 0 0? 通用氣體常數(shù)（數(shù)值、單位）、與氣體常數(shù)關系 通用氣體常數(shù)： R= K)J /( k m o l ?R= K)J /( m o l ?R與氣體的性質和狀態(tài)無關。 氣體常數(shù) ? ? 4 ??? gMMRR g比熱容 (質量、體積、摩爾比熱容） 質量比熱容： 1千克質量的工質溫度升高（降低） 1K所吸收 (放 出）的熱量。常用符號位 c，單位是 J/(kgK)。 摩爾比熱容： 1摩爾質量的工質溫度升高（降低） 1K所吸收 (放 出 )的熱量。 常用符號 cm 單位是 J/(kgK)。 體積比熱容： 1標準 m3質