【正文】 。 吉布斯的工作 ，把熱力學和化學在理論上緊密結合起來 ， 奠定了化學熱力學的重要基礎 。 用微觀研究方法研究的熱力學稱統(tǒng)計熱力學。 教學實驗 根據實驗課出勤率和實驗報告的撰寫，以 10%計入總分。這種空間內的物質的總和稱為 熱力學系統(tǒng) ,簡稱為系統(tǒng)或 熱力系 。 ? 開口系 — 與外界有物質交換的熱力系。 ?簡單可壓縮系統(tǒng) — 與外界只有熱量和機械功交換的可壓 縮系統(tǒng)。 ② 導出狀態(tài)參數 不能用儀器儀表直接或間接測量的參數稱為。 3k g /mmV? ?表達式 3N /mG m gVV? ??表達式 ③ 重度 單位容積內所含有物質的重量，稱為重度。 建立任何一種溫標都要選擇測溫物質及其物質的特性、規(guī)定溫標的基準點及分度方法。系統(tǒng)的內部儲存能即為 熱力學能 ，又稱為 內能 。 1 2 p v 2 中國礦業(yè)大學動力工程系 1 一、準靜態(tài)過程 (準平衡過程 ) 針閥的開度非常?。?Δ p→0 ），內部無壓差； 過程實施的假設條件： 活塞與汽缸壁無摩擦； 在任何時刻，工質 1的內部是均勻的。 中國礦業(yè)大學動力工程系 可逆過程的實現 準靜態(tài)過程 + 無耗散效應 = 可逆過程 無不平衡勢差 通過摩擦使功 變熱的效應(摩阻，電阻，非彈性變性，磁阻等） 不平衡勢差 不可逆根源 耗散效應 耗散效應 中國礦業(yè)大學動力工程系 典型的不可逆過程 不等溫傳熱 節(jié)流過程 (閥門） 自由膨脹 混合過程 中國礦業(yè)大學動力工程系 可逆過程與準平衡過程的區(qū)別： ； 一定是可逆過程。 16 熱力循環(huán) P V 0 1 2 4 3 一、循環(huán)概說 中國礦業(yè)大學動力工程系 循環(huán)過程的特點 —— 經一個循環(huán)后系統(tǒng)的內能不變。 Q E W? ? ?中國礦業(yè)大學動力工程系 ?對于控制質量閉口系來說，常見的情況在狀態(tài)變化過程中，系統(tǒng)的宏觀動能與位能的變化為零，或可以忽略不計，因此更見的閉口系的能量方程是： ?若閉口系經過一個微元過程，則能量方程為微分形式： Q U W? ? ?Q d U W????中國礦業(yè)大學動力工程系 ?對于 1kg工質，能量方程式為： ?對于循環(huán)： 有限過程 : 微元過程 : q d u w????q u w? ? ?? ??? ? ??????????WQdUWdUQ????0中國礦業(yè)大學動力工程系 ? 以上各能量方程式適用于閉系各種過程（可逆或不可逆）及各種工質（理想氣體、實際氣體或液體） ?閉口系能量方程總結： ?m kg工質經過有限過程 ?m kg工質經過微元過程 ?1 kg工質經過有限過程 ?1 kg工質經過微元過程 注意上述方程的使用前提 :系統(tǒng)無宏觀動能和宏觀勢能變化 ! Q U W? ? ?Q d U W????q u w? ? ?q d u w????中國礦業(yè)大學動力工程系 例題 21： 一個裝有 2kg工質的閉口系經歷了如下過程：過程中系統(tǒng)散熱 25kJ， 外界對系 統(tǒng) 做 功 100KJ ， 比 熱 力 學 能 減 小15KJ/kg， 并且整個系統(tǒng)被舉高 1000m。 ?有 ?m1的微元工質流入進口截面 1－ 1， 有 ?m2的微元工質流出出口截面 2－ 2 ?系統(tǒng)從外界接受熱量 ?Q ?系統(tǒng)對機器作內部功 ?Wi 中國礦業(yè)大學動力工程系 ?工質在開口系統(tǒng)中流動而傳遞的功 ， 叫 推動功 。 J / k g21 2swg d zdcdhq ?? ?????其微分形式為： 中國礦業(yè)大學動力工程系 ?若流過開口系 m kg流體的穩(wěn)定流動的能量方程及其微分形式為： sWzmgcmHQ ???????221sWm g d zm d cdHQ ?? ????221中國礦業(yè)大學動力工程系 swzgchq ???????221? 此三項為機械能，是技術上可資利用的功，稱為 技術功 ， 用 表示 twtwhq ???? 穩(wěn)定流動能量方程分析 中國礦業(yè)大學動力工程系 )()(pvwpvuqhqw t??????????????????????21212121)()(v dppvdp dvpvp dvwt? 對于可逆過程： ? 微分形式： v d pwt ???中國礦業(yè)大學動力工程系 ?以技術功的形式表達穩(wěn)定流能量方程 ttttWdHQWHQwdhqwhq??????????????V dpdHQV dpHQv dpdhqv dphq??????????????2121一般形式 過程可逆 中國礦業(yè)大學動力工程系 開口系能量方程總結 swgdzdcdhq ?? ????221swzgchq ???????221穩(wěn)定流動 一般形式 ss y s WmgzchmgzchdEQ ???? ????????? ??????????? ????1121122222 22sinS Y S WmgzchmgzchddEQ ???? ????????? ??????????? ????1121222222?中國礦業(yè)大學動力工程系 功和熱量的計算及其在 PV圖和 TS圖中的表示 q?Fw?fF力平衡 : fFFpA ??取氣缸內的氣體連同活塞、氣缸一并作為熱力系 ＜p d vwpdvdxFpdvdxFpAF d xw tff ?? ??????? )(功損和熱產 tg wq ?? ?中國礦業(yè)大學動力工程系 對于無摩擦的內部平衡過程：膨脹功 pdvw ?? ?? 21 p d vw對于無摩擦的內部平衡過程：技術功 ?? ? ??????? 2121 212211 )( vd ppvdp d vvpvpww t對于無摩擦的內部平衡過程：熱量 T d spdvduT pdvduds ???? ,pdvduq ????? 21 T d sq中國礦業(yè)大學動力工程系 1 2 2 1 0 0 v p s T q wt w 膨脹功和技術功在 pv圖上的表示 熱量在 Ts圖上的表示 中國礦業(yè)大學動力工程系 0 0 p T s b d c a e f g h F E A D B C 對于無摩擦的內部平衡的循環(huán)過程：膨脹功等與技術功 a b c d ac d a f e ca b c e f apdvpdvpdvw c d aabc 面積面積面積 ?????? ?? ?0a b c d ad a b h g db c d g h bv dpv dpv dpw dabb c dt 面積面積面積 ???????? ?? ?中國礦業(yè)大學動力工程系 對于無摩擦的內部平衡的循環(huán)過程：循環(huán)熱量 A B C D AC D A F EA B C E F AC D AA B C SCSST d sT d sT d sq ?????? ?? ?0? ? ? ???? dwdwduq?00 wq ?中國礦業(yè)大學動力工程系 ? 動力機 能量方程式的應用 中國礦業(yè)大學動力工程系 去凝汽器 調速器 來自鍋爐 噴管 葉片 汽輪機 發(fā)電機 0gz??iw1h2h0?q21221 ( ) 02 ffcc??12itw h h h w? ? ? ? ? ?中國礦業(yè)大學動力工程系 ? 壓氣機 電動機 cw1htic whhww ?????? 122h0?q21221 ( ) 02 ffcc??0gz??中國礦業(yè)大學動力工程系 ? 換熱器 工程示例 中國礦業(yè)大學動力工程系 ? 換熱器 工程示例 中國礦業(yè)大學動力工程系 物理模型 12 hhq ??0iw ?21221 ( ) 02 ffcc??注：流入和流出的速度相等。 若充氣前容器為真空，則： inhu ?2。 中國礦業(yè)大學動力工程系 siininjo u to u ts y s WmgzchmgzchdEQ ???? ????????? ??????????? ???? ??222122? 進、出系統(tǒng)的工質有若干股，則方程為： ?開口系能量方程的其他形式： 中國礦業(yè)大學動力工程系 為內部功率　　　為質量流率　　　為熱流量＝其中，sdsinS Y SWdmdQWmgzchmgzchddEQ?????????????mQ22lim011212222???????????????????????????以流率表示的開口系能量方程： 中國礦業(yè)大學動力工程系 二、穩(wěn)定流動能量方程 ?所謂 穩(wěn)定流動 ，即流動過程中開口系內部及其邊界上各點工質的熱力參數及運動參數都不隨時間而變。并認為 同一截面上各點流速一致。 中國礦業(yè)大學動力工程系 熱力系的能量平衡關系 E E+dE δiimeδQδW00δmed????流入： δδiiQ m e?流出： 00δδW m e?內部貯能的增量： dE 進入系統(tǒng) 的能量 離開熱力 系的能量 熱力系儲 存能 的變化 —