工程熱力學(xué)概念(編輯修改稿)
2024-07-23 20:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 我們將熱力系的廣延參數(shù)用大寫字母表示，其比參數(shù)用小寫字母表示。如V→v，U→u，H→h，S→s②第二種分類方法，把六個(gè)狀態(tài)參數(shù)分為基本狀態(tài)參數(shù)和導(dǎo)出狀態(tài)參數(shù)基本狀態(tài)參數(shù)：六個(gè)狀態(tài)參數(shù)中，P、T、V三個(gè)量可直接用儀器測(cè)量，稱為基本狀態(tài)參數(shù)。導(dǎo)出狀態(tài)參數(shù)：其余三個(gè)，U、H、S需利用前面三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)間接推導(dǎo)得出，稱為導(dǎo)出狀態(tài)參數(shù)。下面我們先介紹三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)P、T、V，其他三個(gè)狀態(tài)參數(shù)以后再介紹。四、基本狀態(tài)參數(shù)溫度我們都很熟悉，是描述物體冷熱狀況的物理量，這是我們從宏觀上的說法，從微觀上看，溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。兩個(gè)物體接觸時(shí)，通過接觸面上分子的碰撞，進(jìn)行動(dòng)能交換，這種微觀的動(dòng)能交換就是宏觀的熱量交換。為了給溫度確定數(shù)值，需要建立溫標(biāo)，也就是說要確定這么熱的程度用多大數(shù)值表示，即建立溫度標(biāo)準(zhǔn)。國際上規(guī)定，將熱力學(xué)溫標(biāo)作為測(cè)量溫度的最基本溫標(biāo)，熱力學(xué)溫標(biāo)的溫度單位是開爾文，符號(hào)K（開）。熱力學(xué)溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：把純水的三相點(diǎn)溫度，即水的氣、液、固三相平衡共存時(shí)的溫度作為基準(zhǔn)點(diǎn)。熱力學(xué)溫標(biāo)所表示的溫度稱為絕對(duì)溫度，我們用符號(hào)T表示，除熱力學(xué)溫標(biāo)外，在日常生活中我們常用的是攝氏溫標(biāo)，攝氏溫標(biāo)的溫度單位是攝氏度，符號(hào)℃。攝氏溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)為零點(diǎn)，水的沸點(diǎn)為100，中間平均劃分為100等份而得出。攝氏溫標(biāo)表示的溫度我們用t表示。攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系為：t=， T=t+即0℃→，100℃→水的冰點(diǎn)為0℃，℃，℃。從上面熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)的關(guān)系我們可以看出，兩者并沒有本質(zhì)上的差別，僅僅是所選取的零點(diǎn)不同而已。像我們測(cè)量高度一樣，所選起點(diǎn)不一樣，測(cè)量的數(shù)值也不一樣。[知識(shí)]環(huán)境中所存在的物體，能夠達(dá)到的最低溫度只能是無限接近0K，℃，℃，也就是說自然界的物體都是絕對(duì)溫度高于0K的物體。熱力學(xué)中我們所講的壓力等同于高中物理中所學(xué)的壓強(qiáng)，即垂直作用于單位面積上的力，用符號(hào)P表示。對(duì)氣體來說，壓力是大量分子向容器壁撞擊的平均結(jié)果。壓力的測(cè)量原理:壓力的測(cè)量采用壓力計(jì)，利用力的平衡原理測(cè)取壓差值由于壓力計(jì)本身處在大氣壓力作用下，所以我們用壓力計(jì)所測(cè)得的壓力是工質(zhì)真實(shí)壓力與環(huán)境介質(zhì)壓力之差，叫做表壓或真空度。都是一個(gè)相對(duì)壓力。當(dāng)氣體的真實(shí)壓力大氣壓力時(shí)，我們稱為表壓，當(dāng)真實(shí)壓力大氣壓力時(shí)，我們稱為真空度。表壓：Pg；真空度：Pv；絕對(duì)壓力：P；大氣壓力：Pb表壓時(shí)：Pg=Ppb真空度時(shí)：Pv=PbP由于大氣壓力Pb是由地面上空氣柱的重量造成的，它會(huì)隨著各地的維度、高度和氣候條件而不同，因此，即使工質(zhì)的絕對(duì)壓力不變，由于地點(diǎn)不同，所測(cè)得的表壓力和真空度仍然會(huì)有所不同，所以為了在同一標(biāo)準(zhǔn)下比較兩工質(zhì)的壓力，我們要用絕對(duì)壓力來表示（基準(zhǔn)都是絕對(duì)真空）。所以用壓力表測(cè)量時(shí)，必須同時(shí)測(cè)定當(dāng)?shù)氐拇髿鈮篜b，用氣壓計(jì)來測(cè)量。若絕對(duì)壓力特別大，則我們可以把大氣壓力視為常數(shù)。通常情況下，我們能測(cè)量得到的是Pg或Pv，而我們?cè)谟?jì)算及應(yīng)用時(shí)，用到的是真實(shí)壓力P，∴P=Pb+Pg或P=PbPv比容：?jiǎn)挝毁|(zhì)量工質(zhì)所占的空間v=V/m（m3/kg）密度：?jiǎn)挝惑w積工質(zhì)的質(zhì)量= m / V（kg / m3）重度：?jiǎn)挝惑w積工質(zhì)的重量= G / V（N / m3） 一、狀態(tài)方程經(jīng)驗(yàn)表明，表示系統(tǒng)所處狀態(tài)的這些狀態(tài)參數(shù)之間是相互聯(lián)系的，并不是各自獨(dú)立的。當(dāng)一定量的氣體在固定容積的容器內(nèi)加熱時(shí)，體積會(huì)保持不變，而溫度會(huì)升高，壓力也會(huì)隨溫度的升高而增大，即氣體的體積保持不變時(shí)，溫度與壓力成正比關(guān)系。反之，如果保持壓力不變，容器是體積可變的容器，對(duì)氣體加熱，那么隨溫度的升高，體積也會(huì)變大，即氣體的壓力保持不變時(shí)，溫度與壓力成正比關(guān)系。而如果體積和壓力都保持不變，則溫度也就只能有一個(gè)確定的數(shù)值，若想對(duì)其加熱，讓溫度升高，則體積和壓力也一定會(huì)變化，不會(huì)繼續(xù)保持不變的。即PVT三個(gè)參數(shù)之間是相互聯(lián)系的，并且他們之間的相互聯(lián)系還服從一定的關(guān)系式，狀態(tài)參數(shù)之間的這個(gè)關(guān)系式叫做狀態(tài)方程。即：f（P,v,T）=0或P=f(v,T)v=f(p,T)T=f(P,v)綜上，狀態(tài)方程就是用來描述處于平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，狀態(tài)參數(shù)之間相互關(guān)系的方程式。
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