【正文】 學(xué)習(xí)效率。考試內(nèi)容覆蓋全部授課內(nèi)容。系統(tǒng)與外界的界面稱為 邊界 。 ? 孤立系 — 與外界無任何聯(lián)系的熱力系。 平衡狀態(tài)的描述 在不受外界影響（重力場除外）的條件下，如果系統(tǒng)宏觀特性不隨時(shí)間變化，則該系統(tǒng)所處的狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。 １）按能否用儀器或儀表進(jìn)行直接或間接測量劃分 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 ２）按與系統(tǒng)內(nèi)包含物質(zhì)多少有無關(guān)系劃分 ① 強(qiáng)度參數(shù) —— 與系統(tǒng)內(nèi)包含物質(zhì)的多少無關(guān)。 2N /mFpA?表達(dá)式 或 Pa上式計(jì)算出的是熱力系的真實(shí)壓力稱為 絕對壓力 p。沸點(diǎn)溫度為 100℃ 。它是溫度的函數(shù)。 準(zhǔn)靜態(tài)過程又稱為 準(zhǔn)平衡過程 。 v 1 p v p 139。 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 ( 1 3 3 .3 2 3 0 0 ) P a 3 5 5 6 0 0 P a0 .3 9 5 6 M P aABp H p???? ? ??解： aaagBpppBPBP35 56 00 13 25 3??????M P aaBPAPAPBPAggA29 13 P a39 ???????中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 能量轉(zhuǎn)換與守恒定律指出： 一切物質(zhì)都具有能量。 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 解 : WEQ ???pk EEUE ???????WEUQE pk ???????根據(jù) : (1) (2) 將 (2)代入 (1),得 : (3) 將已知條件代入 (3),得 : )100(1000/)()215(25 ??????????? kE?? kE中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 145 自由膨脹 如圖， U? 解：取氣體為熱力系 — 閉口系 ？ 開口系 ？ 0Q U WQ? ? ??120U U U? ? ?即強(qiáng)調(diào)：功是通過邊界傳遞的能量。 ?工質(zhì)在傳遞推動(dòng)功時(shí)只是單純地傳遞能量，像傳輸帶一樣，能量的形態(tài)不發(fā)生變化。 21221 ( ) 02 ffcc??0iw ?0?q中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 ? 充氣問題 在充、放氣過程中，容器內(nèi)氣體的狀態(tài)隨時(shí)間在不斷變化，但在每一瞬間可以認(rèn)為整個(gè)容器內(nèi)各處的參數(shù)是一致的。 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 考察圖中干管對容器的充氣過程，假定干管中氣體參數(shù)不變，容器絕熱。 )()(11221122pvvpvppVVpVp??????? 工質(zhì)從進(jìn)口到出口，從狀態(tài) 1膨脹到狀態(tài) 2，膨脹功為 w ，在不計(jì)工質(zhì)的動(dòng)能與位能變化時(shí)，開系與外界交換的功量應(yīng)為膨脹功與流動(dòng)功之差 w ? ( pv ) 汽輪機(jī)簡單模型 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 ? 進(jìn)入系統(tǒng)的能量 QdVpdE ???111s y ss dEWdVpdEQdVpdE ?????? )()( 222111 ??is y s WdVpdEdVpdEdEQ ?? ?????? )()( 111222sysdEsWdVpdE ??? 222進(jìn)入系統(tǒng)的能量 離開系統(tǒng)的能量 系統(tǒng)儲(chǔ)存能量的增加量 － ＝ ?離開系統(tǒng)的能量 ? 控制容積系統(tǒng)儲(chǔ)存能量的增加量 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 ss y s WmgzchmgzchdEQ ???? ????????? ??????????? ????1121122222 22? 此式為開口系能量方程的一般表達(dá)式 pvuhgzcuemvVmeE s y s???????,21,2?中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 焓的意義： ?焓是物質(zhì)進(jìn)出開口系統(tǒng)時(shí)帶入或帶出的熱力學(xué)能與推動(dòng)功之和，是隨物質(zhì)一起轉(zhuǎn)移的能量。因此分析這類熱力設(shè)備時(shí)，常采用 開口系即控制容積的分析方法。而在轉(zhuǎn)換中，能量的總量恒定不變 。 總熱量： ?? 21 d積分與過程有關(guān) 。 實(shí)際過程都是不平衡的。它是比體積和溫度的函數(shù)。 0℃ 與 100℃ 這兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)之間分成 100等分 , 每一等分為 1度。 由氣壓計(jì)測量出來的壓力稱為 大氣壓力 pb。 如：溫度、壓力、比容、比內(nèi)能、比焓、比熵等。 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 描述工質(zhì)宏觀特性的物理量稱為狀態(tài)參數(shù)。 ?非均勻熱力系 — 由兩個(gè)或兩個(gè)以上的相態(tài)組成的熱力系。 熱力系 （或稱熱力系統(tǒng)）的定義 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 界面的特性 : 可以是 真實(shí)的 ， 也可以是 虛擬的 ； 可以是 固定的 ， 也可以是 運(yùn)動(dòng)的 。 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 第一章 熱力學(xué)第一定律 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 工質(zhì)和熱源 定義：實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)化的媒介物質(zhì)，稱為工質(zhì)（傳遞能量的載能物質(zhì)）； 特點(diǎn)要求：（ 1）流動(dòng)性；（ 2）膨脹性。 3. 按時(shí)、獨(dú)立完成作業(yè) 。 化工熱力學(xué) 是以化學(xué)熱力學(xué)和工程熱力學(xué)為基礎(chǔ) ， 結(jié)合化工實(shí)際過程逐步形成的學(xué)科 。 這是 熱力學(xué)第二定律 的另一種說法。 Mayer (1814 1878) 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 1847年， 德國物理學(xué)家和生物學(xué)家 Hermann Ludwig von Helmholtz (1821 1894) 發(fā)表了 “ 論力的守衡” 一文，全面論證了能量守衡和轉(zhuǎn)化定律。 ?1824 年 ， 法 國 陸 軍 工 程 師 Nicholas L233。 二次能源 — 由一次能源加工轉(zhuǎn)換后的能源。 知識(shí)點(diǎn)： 介紹熱力學(xué)的發(fā)展簡史、教學(xué)目的，基本內(nèi)容，學(xué)習(xí)本課程應(yīng)注意的問題。 ２ .動(dòng)力利用 — 通過各種熱能動(dòng)力裝置將熱能轉(zhuǎn)換 成機(jī)械能或者轉(zhuǎn)換成電能加以利用， 為人類的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及 交通運(yùn)輸提供動(dòng)力。 這就是卡諾定理 。 Joule (1818 1889) 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 根據(jù) 熱力學(xué)第一定律 :熱功可以按當(dāng)量轉(zhuǎn)化 ， 而根據(jù)卡諾原理熱卻不能全部變?yōu)楣?， 當(dāng)時(shí)不少人認(rèn)為二者之間存在著根本性的矛盾 。他在熵函數(shù)的基礎(chǔ)上 ， 引出了平衡的判據(jù)；提出熱力學(xué)勢的重要概念 ， 用以處理多組分的多相平衡問題；導(dǎo)出相律 ， 得到一般條件下多相平衡的規(guī)律 。 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 工程熱力學(xué)的研究方法： 熱力學(xué)的研究方法 ? 用宏觀研究方法研究的熱力學(xué)稱經(jīng)典熱力學(xué) 。 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 如何學(xué)好工程熱力學(xué)： 上課認(rèn)真聽講并積極思索 自己完成作業(yè) 看一、二本參考書 積極參加 實(shí)驗(yàn) ,撰寫小 論文 理論聯(lián)系工程實(shí)際 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 六、本課程的主要內(nèi)容 1. 基本概念 2. 熱力學(xué)第一定律 3. 理想氣體的性質(zhì)及熱力過程 4. 熱力學(xué)第二定律 5. 水蒸汽 6. 壓氣機(jī)的熱力過程 7. 濕空氣 8. 制冷循環(huán) 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 七、本課程的考核 平時(shí)表現(xiàn) 包括學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、創(chuàng)新意識(shí)、思維能力以及作業(yè)是否認(rèn)真、計(jì)算準(zhǔn)確的程度等方面，以 20％計(jì)入總分。 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 熱力系的定義 通常根據(jù)所研究問題的需要，人為地劃定一個(gè)或多個(gè)任意幾何面所圍成的空間作為熱力學(xué)的研究對象。是什么熱力系？ 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 系 統(tǒng) 系 統(tǒng) 界面 熱力系、界面、外界 例 Ⅱ 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 系 統(tǒng) 系 統(tǒng) 界面 熱力系、界面、外界 例 Ⅱ 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 系 統(tǒng) 系 統(tǒng) 界面 熱力系、界面、外界 例 Ⅱ 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 系 統(tǒng) 界面 外界 外界 熱力系、界面、外界 例 Ⅲ 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 熱力系、界面、外 例 Ⅳ 系 統(tǒng) 界面 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 熱 熱力系統(tǒng)的分類 物質(zhì) 功 功 熱 物質(zhì) 物質(zhì) 功 物質(zhì) 絕熱熱力系 孤立熱力系 閉口熱力系 開口熱力系 按系統(tǒng)與外界之間的相互聯(lián)系劃分 ： ? 閉口系 — 與外界無物質(zhì)交換的熱力系。 ?可壓縮系統(tǒng) — 由可壓縮流體組成的熱力系。 狀態(tài)參數(shù) ? ? 0d x中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 (３ )狀態(tài)參數(shù)的分類 ① 基本狀態(tài)參數(shù) 能夠用儀器儀表直接或間接測量的參數(shù)。 3m /kgVvm?表達(dá)式 ② 密度 單位容積的物質(zhì)所具有的質(zhì)量，稱為密度。 ３） 溫標(biāo) 為進(jìn)行溫度測量，需要有溫度的數(shù)值表示方法，測量溫 度的標(biāo)尺稱為溫標(biāo)。 ?系統(tǒng)儲(chǔ)存的能量稱為儲(chǔ)存能，它有 內(nèi)部儲(chǔ)存能 與 外部儲(chǔ)存能 之分。對于簡單可壓縮系統(tǒng) ,狀態(tài)方程 : Tv1v11T中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 14 工質(zhì)的狀態(tài)變化過程 1 系統(tǒng)狀態(tài)的連續(xù)變化稱為系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè) 熱力過程 簡稱 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。 工質(zhì) —— 在熱機(jī)中參與熱 功轉(zhuǎn)換的媒介物質(zhì)。 21Q W E E E? ? ? ? ? 設(shè)閉系中工質(zhì)從外界吸熱 Q后，從狀態(tài) 1變化到狀態(tài) 2，同時(shí)對外作功 W，則： 此式就是閉口系的能量方程式。 中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 一、開口系能量方程 ?圖中的開口系在 d? 時(shí)間內(nèi)進(jìn)行了一個(gè)微元過程： ? Wi表示工質(zhì)在機(jī)器內(nèi)部對機(jī)器所作的功，而軸功 Ws為 Wi的有用功部分，兩者的差為機(jī)器各部分的摩擦損失。 mmmddE s y s ?????? 21,0?中國礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程系 ?能量方程則可寫成： swzgchq ???????221? 此方程為流過開口系 1kg流體的穩(wěn)定流動(dòng)的