西安交通大學(xué)工程熱力學(xué)第1章基本概念及定義(參考版)
2025-01-21 21:35本頁面
【正文】 不可逆循環(huán) :只要 存在不可逆過程。 逆循環(huán) (即制冷循環(huán)或熱泵循環(huán)）：制冷或制熱。 第 16節(jié) 過程功和熱量 第一章 基本概念及定義 西安交通大學(xué)熱與流體中心 熱量與容積變化功 能量傳遞方式 容積變化功 傳熱量 性質(zhì) 過程量 過程量 推動力 壓力 p 溫度 T 標(biāo)志 dV , dv dS , ds 公式 w p d v? ? q T d s? ?w p d v? ? ?? T d sq條件 準(zhǔn)靜態(tài)或可逆 可逆 第 17節(jié) 熱力循環(huán) 第一章 基本概念 西安交通大學(xué)熱與流體中心 第 17節(jié) 熱力循環(huán) 定義： 工質(zhì)從某一初態(tài) 出發(fā)經(jīng)歷一系列 熱力狀態(tài)變化后 又回到原來初態(tài) 的熱力過程．即 封閉的熱力過 程 ，簡稱 循環(huán) 。 不同： 功 是有規(guī)則的宏觀運動能量的傳遞，在做功過程中 往往伴隨著能量形態(tài)的轉(zhuǎn)化； 熱量 則是大量微觀粒 子雜亂熱運動的能量的傳遞，傳熱過程中不出現(xiàn)能 量形態(tài)的轉(zhuǎn)化。 第 16節(jié) 過程功和熱量 第一章 基本概念及定義 西安交通大學(xué)熱與流體中心 符號規(guī)定 吸熱： + 放熱： 三、過程熱量 熱量的定義： 熱力系和外界之間僅僅由于溫度不同而通過邊界傳遞的能量。 比功： 單位質(zhì)量的物質(zhì)所做的功。 第 15節(jié) 工質(zhì)的狀態(tài)變化過程 第一章 基本概念 西安交通大學(xué)熱與流體中心 第 16節(jié) 過程功和熱量 W Fdx? ? 21dxWF? ?符號規(guī)定 系統(tǒng)對外作功： + 外界對系統(tǒng)作功： 一 、 功的定義 熱力學(xué)定義： 熱力系統(tǒng)通過邊界而傳遞的能量，其全部效果可表現(xiàn)為舉起重物。 ?可逆過程的功與熱 完全 可用 系統(tǒng)內(nèi) 工質(zhì)的 狀態(tài)參數(shù) 表達(dá)，可不考慮系統(tǒng)與外界的復(fù)雜關(guān)系，易分析。不滿足 上述條件的過程為 不可逆過程 。即 Δp→0 Δ T→0 (Δ μ→0) 準(zhǔn)平衡過程的實現(xiàn) 第 15節(jié) 工質(zhì)的狀態(tài)變化過程 第一章 基本概念 西安交通大學(xué)熱與流體中心 準(zhǔn)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(shù)描述，又可進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換 疑問： 理論上 準(zhǔn)靜態(tài) 應(yīng)無限緩慢， 工程上 怎樣處理？ 第 15節(jié) 工質(zhì)的狀態(tài)變化過程 第一章 基本概念 西安交通大學(xué)熱與流體中心 準(zhǔn)靜態(tài)過程的工程條件 破壞平衡所需時間 （外部作用時間） 恢復(fù)平衡所需時間 （馳豫時間） 有足夠時間恢復(fù)新平衡 ? 準(zhǔn)靜態(tài)過程 第 15節(jié) 工質(zhì)的狀態(tài)變化過程 第一章 基本概念 西安交通大學(xué)熱與流體中心 準(zhǔn)靜態(tài)過程的工程應(yīng)用 例： 活塞式內(nèi)燃機 2022轉(zhuǎn) /分 曲柄 2沖程 /轉(zhuǎn)， /沖程 活塞運動速度 =2022?2 ?壓力波恢復(fù)平衡速度（聲速） 350 m/s 破壞平衡所需時間 （外部作用時間） 恢復(fù)平衡所需時間 （馳豫時間） 一般的工程過程都可認(rèn)為是 準(zhǔn)靜態(tài)過程 具體工程問題具體分析。 “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(zhuǎn)換 非平衡狀態(tài) 無法簡單描述 熱力學(xué)引入 準(zhǔn)靜態(tài) （ 準(zhǔn)平衡 ） 過程 第 15節(jié) 工質(zhì)的狀態(tài)變化過程 第一章 基本概念 西安交通大學(xué)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(zhì)的狀態(tài)變化過程 第一章 基本概念 西安交通大學(xué)熱與流體中心 準(zhǔn)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(tǒng) 隨時 接近于平衡態(tài) 第 15節(jié) 工質(zhì)的狀態(tài)變化過程 第一章 基本概念 西安交通大學(xué)熱與流體中心 二、準(zhǔn)平衡 (準(zhǔn)靜態(tài) )過程 定義： 由一系列 平衡態(tài) 組成的熱力過程。 ( , , )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(shù)形式： 第 14節(jié) 平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標(biāo)圖 第一章 基本概念及定義 西安交通大學(xué)熱與流體中心 理想氣體狀態(tài)方程 T
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