西安交通大學工程熱力學第1章基本概念及定義(編輯修改稿)
2025-02-14 21:35 本頁面
【文章內容簡介】 p??????第 13節(jié) 工質的熱力學狀態(tài)及其基本狀態(tài)參數 第一章 基本概念及定義 西安交通大學熱與流體中心 五、比體積及密度 3m /k gVvm?單位質量的工質所占的體積，單位是 m3/kg。 比體積 密度 單位體積物質的質量，單位是 kg/m3。 3k g /mmV? ?第 14節(jié) 平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標圖 第一章 基本概念及定義 西安交通大學熱與流體中心 第 14節(jié) 平衡狀態(tài)、平衡方程、坐標圖 一、平衡狀態(tài) 定義： 一個熱力系統，如果在 不受外界影響 的條件下 , 系統的狀態(tài)能夠始終保持不變，則系統的這種狀 態(tài)稱為 平衡狀態(tài) 。 實現條件（充要條件）： Δp=0 ΔT=0 (Δμ=0)。 溫差 — 熱不平衡勢 壓差 — 力不平衡勢 相變或化學反應 — 化學不平衡勢 平衡的 本質 ：不存在不平衡勢 第 14節(jié) 平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標圖 第一章 基本概念及定義 西安交通大學熱與流體中心 為什么引入平衡概念？ 如果 系統平衡 ，可用 一組 確切的參數（ 壓力 、 溫度 ）描述 但平衡狀態(tài)是死態(tài)，沒有能量交換 能量交換 狀態(tài)變化 破壞平衡 如何描述 第 14節(jié) 平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標圖 第一章 基本概念及定義 西安交通大學熱與流體中心 ① 平衡與穩(wěn)定 穩(wěn)定：參數不隨時間變化 穩(wěn)定 但存在 不平衡勢差 去掉 外界影響，則 狀態(tài)變化 若以（ 熱源 +銅棒 +冷源 ）為系統，又如何？ 穩(wěn)定不一定平衡，但平衡一定穩(wěn)定 第 14節(jié) 平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標圖 第一章 基本概念及定義 西安交通大學熱與流體中心 ② 平衡與均勻 平衡 ：時間上 均勻 ：空間上 平衡不一定均勻，單相平衡態(tài)則一定是均勻的 第 14節(jié) 平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標圖 第一章 基本概念及定義 西安交通大學熱與流體中心 描述平衡態(tài)基本狀態(tài)參數間關系表達式稱為狀態(tài)方程式。 ( , , )F F p v T?二、狀態(tài)方程式 ( , )T T p v?( , )p p T v?( , )v v p T?隱函數形式： 第 14節(jié) 平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標圖 第一章 基本概念及定義 西安交通大學熱與流體中心 理想氣體狀態(tài)方程 TRpv g?范德瓦爾斯方程 RTbvvapmm??? ))(( 2R— K方程 )( bvvTabvRTpmmm ????第 14節(jié) 平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標圖 第一章 基本概念及定義 西安交通大學熱與流體中心 （ 2）狀態(tài)參數坐標圖： 常用的狀態(tài)坐標圖有壓容圖和溫熵圖等 狀態(tài)參數坐標圖 ),( 111vp1p1v vpO),( 111sT1T1s sTO（ 1）獨立的狀態(tài)參數： 簡單可壓縮系統 三、狀態(tài)參數坐標圖 由熱力系統參數所組成的坐標圖稱為熱力狀態(tài)坐標圖。 第 15節(jié) 工質的狀態(tài)變化過程 第一章 基本概念 西安交通大學熱與流體中心 第 15節(jié) 工質的狀態(tài)變化過程 一、熱力過程 定義： 熱力系從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)變化時所經歷 的全部狀態(tài)的總和。 “過程”意味著變化，意味著平衡被破壞 平衡狀態(tài) 狀態(tài)不變化 能量不能轉換 非平衡狀態(tài) 無法簡單描述 熱力學引入 準靜態(tài) （ 準平衡 ） 過程 第 15節(jié) 工質的狀態(tài)變化過程 第一章 基本概念 西安交通大學熱與流體中心 一般過程 p1 = p0+重物 p， T p0 T1 = T0 突然去掉重物 最終 p2 = p0 T2 = T0 p 1 2 . . 第 15節(jié) 工質的狀態(tài)變化過程 第一章 基本概念 西安交通大學熱與流體中心 準靜態(tài)過程 p1 = p0+重物 p， T p0 T1 = T0 假如重物有無限多層 每次只去掉無限薄一層 p 1 2 . . . 系統 隨時 接近于平衡態(tài) 第 15節(jié) 工質的狀態(tài)變化過程 第一章 基本概念 西安交通大學熱與流體中心 二、準平衡 (準靜態(tài) )過程 定義： 由一系列 平衡態(tài) 組成的熱力過程。 實現條件： 破壞平衡態(tài)存在的 不平衡勢差 (溫差、力差、化學勢差 ) 應為無限小 。即 Δp→0 Δ T→0 (Δ μ→0) 準平衡過程的實現 第 15節(jié) 工質的狀態(tài)變化過程 第一章 基本概念 西安交通大學熱與流體中心 準靜態(tài)過程有實際意義嗎？ 既是平衡，又是變化 既可以用狀態(tài)參數描述，又可進行熱功轉換 疑問： 理論上 準靜態(tài) 應無限
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