工程熱力學概念-全文預覽
【正文】 維度、高度和氣候條件而不同，因此，即使工質的絕對壓力不變，由于地點不同，所測得的表壓力和真空度仍然會有所不同，所以為了在同一標準下比較兩工質的壓力，我們要用絕對壓力來表示（基準都是絕對真空）。對氣體來說，壓力是大量分子向容器壁撞擊的平均結果。從上面熱力學溫標和攝氏溫標的關系我們可以看出，兩者并沒有本質上的差別，僅僅是所選取的零點不同而已。熱力學溫標所表示的溫度稱為絕對溫度，我們用符號T表示，除熱力學溫標外，在日常生活中我們常用的是攝氏溫標，攝氏溫標的溫度單位是攝氏度，符號℃。兩個物體接觸時，通過接觸面上分子的碰撞，進行動能交換，這種微觀的動能交換就是宏觀的熱量交換。如V→v，U→u，H→h，S→s②第二種分類方法，把六個狀態(tài)參數(shù)分為基本狀態(tài)參數(shù)和導出狀態(tài)參數(shù)基本狀態(tài)參數(shù)：六個狀態(tài)參數(shù)中，P、T、V三個量可直接用儀器測量，稱為基本狀態(tài)參數(shù)。我們還有一種參數(shù)，叫做比參數(shù)，比參數(shù)是由廣延量除以質量得到的，如V/m得到比體積，U/m得到比內能，另外還有比焓、比熵等。這六個狀態(tài)參數(shù)可以有兩種分類方法：①根據(jù)狀態(tài)參數(shù)與質量的關系分為強度量和廣延量強度量：凡是與質量無關的量稱為強度量，如P，T，1kg物體和2kg物體的溫度是一樣的，不隨質量的不同而變化。都是P2，v2壓力是一定的，比容也是一定的e。工質所處的狀態(tài)常用一些宏觀物理量來描述，這種用來描述工質所處狀態(tài)的宏觀物理量稱為狀態(tài)參數(shù)。平衡狀態(tài)的特點：①處于熱力平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，只要不受外界影響，他的狀態(tài)就不會隨時間而改變，即平衡狀態(tài)不會自發(fā)被破壞。熱力平衡包含兩方面：熱的平衡和力的平衡。三、熱力學狀態(tài)工質在熱力設備中，必須通過吸熱、膨脹、排熱等過程才能完成將熱能轉化為機械能的工作，在這一轉化過程中，工質的P、T、V等物理特性隨時都在發(fā)生變化。（3）絕熱系統(tǒng)熱力系與外界之間沒有能量交換（可以有質量交換，也可以有其他形式的能量交換）。如前圖（b）所示的汽缸，熱力學系統(tǒng)只通過汽缸壁和活塞桿與外界發(fā)生熱和功的交換，汽缸中工質的質量在能量轉化過程中是保持不變的。再舉一個例子：活塞式壓縮機的汽缸活塞系統(tǒng)，當我們取汽缸中的工質為熱力系時，則邊界的一部分——汽缸壁面是固定的，邊界的另一部分——活塞頂就是運動的。外界可以是自然環(huán)境，也可以是另一個熱力系統(tǒng)。二、熱力學系統(tǒng)簡單的說，熱力學系統(tǒng)是認為地劃分出來作為熱力學研究對象的系統(tǒng)，也就是我們的研究對象，簡稱熱力系。這里面的工質是汽油燃燒后所產(chǎn)生的煙氣，最初，煙氣的溫度很高，壓力很高，它所具有的是熱能，煙氣在高溫高壓下會膨脹，對外做功，把它所具有的熱能轉化為機械能，并傳遞給汽車，煙氣膨脹后，溫度和壓力都會降低，在這個能量轉化過程中，工質煙氣的化學性質并沒有發(fā)生變化，工質還是工質，發(fā)生變化的僅僅是工質所呈現(xiàn)出來的狀態(tài)，最初是高溫高壓，膨脹之后變?yōu)榈蜏氐蛪骸９べ|大多數(shù)情況下只是在能量轉化的過程中起媒介的作用，而不會直接參與能量的轉化。③研究工質參與下，遵循熱力學第一定律和第二定律在熱力設備中進行的實際熱力過程。基本概念像熱力學系統(tǒng)、熱力學狀態(tài)、平衡過程、可逆過程等。熱力學中熱指的是熱能，力在我們工程熱力學中主要指的是用它來做功，也就是機械能，簡單地理解工程熱力學主要研究的是熱能和機械能之間的相互轉化。我們先講熱力學，第二部分再講傳熱學。工程熱力學的研究重點是熱能與機械能之間的轉化規(guī)律，那么下面我們來詳細的看一下工程熱力學的研究內容：①研究熱力學中的一些基本概念和基本定律。我們熱能和機械能之間的轉化需要依靠一定的工作物質才能實現(xiàn)，因此，我們要研究熱能和機械能之間的相互轉化，我們首先要研實現(xiàn)這一工作的工質的性質。我們先來看第一個概念：工質一、工質我們前面講了，工程熱力學是研究熱能和機械能之間的相互轉化，那么工質就是用來實現(xiàn)熱能和機械能之間相互轉化的工作物質。舉個例子：① 就是前面我們舉的汽車發(fā)動機。綜上：工質是實現(xiàn)熱能和機械能之間相互轉化的工作物質，是媒介物質。那么系統(tǒng)周圍的物體稱為外界，熱力系統(tǒng)與外界的分界面叫做邊界。比如：若取前面我們講的汽輪機中的工質——水蒸氣作為熱力學系統(tǒng)時，汽輪機的汽缸外壁是一個實際的邊界，而水蒸氣的進口和出口則是一個假想的虛擬的邊界。閉口系統(tǒng)內的質量是保持恒定不變的，因此又叫做控制質量。如前圖
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