工程熱力學(xué)概念-文庫(kù)吧資料
2025-07-02 20:23本頁(yè)面
【正文】 ,v)綜上，狀態(tài)方程就是用來(lái)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。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。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。若絕對(duì)壓力特別大，則我們可以把大氣壓力視為常數(shù)。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(lái)表示（基準(zhǔn)都是絕對(duì)真空）。都是一個(gè)相對(duì)壓力。對(duì)氣體來(lái)說(shuō)，壓力是大量分子向容器壁撞擊的平均結(jié)果。[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(wú)限接近0K，℃，℃，也就是說(shuō)自然界的物體都是絕對(duì)溫度高于0K的物體。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(méi)有本質(zhì)上的差別，僅僅是所選取的零點(diǎn)不同而已。攝氏溫標(biāo)表示的溫度我們用t表示。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)℃。國(guó)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）。兩個(gè)物體接觸時(shí)，通過(guò)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。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。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)。比參數(shù)就屬于強(qiáng)度量了，不具有加和性。我們還有一種參數(shù)，叫做比參數(shù)，比參數(shù)是由廣延量除以質(zhì)量得到的，如V/m得到比體積，U/m得到比內(nèi)能，另外還有比焓、比熵等。廣延量：凡是與質(zhì)量成比例的量成為廣延量，如V，U，H，S，1kg氣體的體積和2kg氣體的體積是不一樣的，體積是隨質(zhì)量是成比例關(guān)系增加的。這六個(gè)狀態(tài)參數(shù)可以有兩種分類方法：①根據(jù)狀態(tài)參數(shù)與質(zhì)量的關(guān)系分為強(qiáng)度量和廣延量強(qiáng)度量：凡是與質(zhì)量無(wú)關(guān)的量稱為強(qiáng)度量，如P，T，1kg物體和2kg物體的溫度是一樣的，不隨質(zhì)量的不同而變化。舉個(gè)例子：第一天早上吃牛肉面，心情很好，第二天早上吃的包子，和昨天心情一樣好，那么這兩天早上的心情狀態(tài)時(shí)一樣的，那么用來(lái)表示這兩天心情的狀態(tài)參數(shù)，比如心情指數(shù)等，也都是一樣的，與吃的包子還是吃的牛肉面無(wú)關(guān)，即與如何到達(dá)這一狀態(tài)的路徑無(wú)關(guān)。都是P2，v2壓力是一定的，比容也是一定的e。狀態(tài)參數(shù)的屬性：①狀態(tài)參數(shù)只取決于狀態(tài)，而與如何到達(dá)這一狀態(tài)的途徑無(wú)關(guān)。工質(zhì)所處的狀態(tài)常用一些宏觀物理量來(lái)描述，這種用來(lái)描述工質(zhì)所處狀態(tài)的宏觀物理量稱為狀態(tài)參數(shù)。我們一般只對(duì)平衡狀態(tài)進(jìn)行分析研究，不涉及時(shí)間因素。平衡狀態(tài)的特點(diǎn)：①處于熱力平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，只要不受外界影響，他的狀態(tài)就不會(huì)隨時(shí)間而改變，即平衡狀態(tài)不會(huì)自發(fā)被破壞。② 力的平衡當(dāng)熱力系各部分之間沒(méi)有相對(duì)位移（即內(nèi)部無(wú)不平衡力，且作用在邊界上的力和外力達(dá)到平衡），則該熱力系處于力的平衡狀態(tài)。熱力平衡包含兩方面：熱的平衡和力的平衡。下面我們介紹一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)中比較特殊的一個(gè)狀態(tài)。三、熱力學(xué)狀態(tài)工質(zhì)在熱力設(shè)備中，必須通過(guò)吸熱、膨脹、排熱等過(guò)程才能完成將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的工作，在這一轉(zhuǎn)化過(guò)程中，工質(zhì)的P、T、V等物理特性隨時(shí)都在發(fā)生變化。由于自然界中物體和物體之間是相互聯(lián)系、相互作用的，而且也不存在絕對(duì)的絕熱物質(zhì)，因此，絕對(duì)的孤立系統(tǒng)和絕熱系統(tǒng)是不存在的。（3）絕熱系統(tǒng)熱力系與外界之間沒(méi)有能量交換（可以有質(zhì)量交換，也可以有其他形式的能量交換）。（2）開口系統(tǒng)熱力系通過(guò)邊界與外界之間既有能量交換又有物質(zhì)交換，則該熱力系稱為開口系統(tǒng)。如前圖（b）所示的汽缸，熱力學(xué)系統(tǒng)只通過(guò)汽缸壁和活塞桿與外界發(fā)生熱和功的交換，汽缸中工質(zhì)的質(zhì)量在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中是保持不變的。我們根
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