【正文】 程 ? ? ? ? swzzgcchhq ?????? 122f2f121221)( － 流動(dòng)過(guò)程中流體實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換有三種方式： 1）熱量交換 2）軸功交換 3）流體內(nèi)部?jī)?chǔ)存能（焓、宏觀動(dòng)能、宏觀勢(shì)能）的變化 thq ???? 適用條件：任何工質(zhì)的流動(dòng)過(guò)程 （理想氣體、實(shí)際氣體、可逆過(guò)程、不可逆過(guò)程、流動(dòng)過(guò)程） tp Tcq ????適用條件：理想氣體任何過(guò)程、 21 hht ???適用條件：絕熱過(guò)程（可逆、不可逆） 技術(shù)功、膨脹功、流動(dòng)功的關(guān)系 sht WzmgcW ?????2m21tf WWW ??ft WWW ??pvwpvvppvwvpwtfddd)d(d????????? 流動(dòng)過(guò)程中的技術(shù)功包括 :(A ) A、膨脹功和流動(dòng)功 B、軸功和流動(dòng)功 C、膨脹功、流動(dòng)功和軸功 計(jì)算題 2－ 14（新版 p56） 2－ 18（新版 p56） 第三節(jié) 熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第二定律的表述 克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳向了高溫物體而 不引起其他變化。 熱能、熱量區(qū)別 熱能是系統(tǒng)儲(chǔ)存能，取決于狀態(tài)； 熱量是系統(tǒng)與外界由于溫差而交換的能量，是過(guò)程量 熱力學(xué)中規(guī)定：系統(tǒng)吸熱時(shí)熱量去正值，系統(tǒng)對(duì)外放 熱時(shí)取負(fù)值。 熱力學(xué)中規(guī)定：系統(tǒng)對(duì)外做功（膨脹功）為正值，外界對(duì)系統(tǒng)作功（壓縮功）為負(fù)值。則可逆絕熱過(guò)程即為等熵過(guò)程。也可答： 是沒(méi)有耗散效應(yīng)的準(zhǔn)平衡過(guò)程。 孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)和外界無(wú)任何能量和物質(zhì)交換的系統(tǒng)。 與外界不僅有能量交換而又有物質(zhì)交換。 與外界只有能量交換而無(wú)物質(zhì)交換。 熱力系統(tǒng)是由 人為因素 決定的。第一節(jié) 基本概念 熱力系統(tǒng) 被研究的對(duì)象 。 在熱力學(xué)中，為了分析問(wèn)題的方便，人為地把研究對(duì)象從周圍物體中分割出來(lái)，這種 人為劃定的一定范圍內(nèi)的研究對(duì)象稱為“熱力學(xué)系統(tǒng)”，簡(jiǎn)稱為“熱力系”或“系統(tǒng)”。 第二章 基本概念及基本定律 閉口系統(tǒng)：與外界無(wú)物質(zhì)交換的系統(tǒng)。 (控制質(zhì)量的系統(tǒng) ) 開(kāi)口系統(tǒng)：與外界有物質(zhì)交換的系統(tǒng)。 (控制容積的系統(tǒng) ) 絕熱系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界無(wú)熱量交換的系統(tǒng)。 孤立系統(tǒng)一定是閉口系統(tǒng)，也一定是絕熱系統(tǒng) 熱力系統(tǒng)的研究范圍是某控制體積 或某工作物質(zhì) 狀態(tài)參數(shù) 可直接測(cè)得、 VpT導(dǎo)出狀態(tài)參數(shù)、 HSU 即：絕對(duì)溫度、絕對(duì)壓力、比體積、 熱力學(xué)能、 焓、 熵 狀態(tài)參數(shù)的數(shù)學(xué)特征： 0,1221 ??? ?? zdzzzd???S ???H ???U例如：一個(gè)可逆循環(huán)后狀態(tài)參數(shù)的變化值為 常用的六個(gè)狀態(tài)參數(shù)： 溫度、壓力 溫度：攝氏溫度 t（ ℃ ），絕對(duì)溫度 T（ K） T＝ t℃ ＋ eb ppp ?? )( bpp ? Vb ppp ?? )( bpp ? bp ——大氣壓； ep ——表壓； Vp ——真空度 例：真空表讀數(shù) 30kpa，大氣壓力 100kpa，容器內(nèi)工質(zhì)的壓力：（） 壓力：表壓、絕對(duì)壓力、大氣壓力 可逆過(guò)程 可逆過(guò)程：如果系統(tǒng)完成一熱力過(guò)程后，再沿原來(lái)路徑逆向進(jìn)行時(shí)，能使系統(tǒng)和外界都返回原來(lái)狀態(tài)而不留下如何變化。 可逆絕熱過(guò)程：根據(jù)熵的定義，熵保持不變的過(guò)程。 體積變化功： 氣體體積增大時(shí)，克服外力作功，稱為膨脹功； 氣體體積經(jīng)外力壓縮而減小時(shí)，外力對(duì)氣體作壓縮功；膨脹功和壓縮功通稱為體積變化功。 絕熱自由膨脹的特點(diǎn)（例題 21及 27）： 體積增大、溫度不變，系統(tǒng)對(duì)外不做功。 第二節(jié) 熱力學(xué)第一定律 開(kāi)口系統(tǒng)能量方程 ???? uq WUQ ??? 或 基本能量方程式，適用于閉口系統(tǒng)的任何熱力過(guò)程。 開(kāi)爾文－普朗克表述：不可能從單一熱源取熱使之完全變?yōu)楣Χ?不引起其他變化。 第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功，因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文說(shuō)法。 卡諾循環(huán)和卡諾定理 卡諾循環(huán)由兩個(gè)可逆等溫過(guò)程 和兩個(gè)可逆絕熱過(guò)程組成。 c?HLH Q ?? 1n e ttc ?? ＝abHH STQ ?? baLL STQ ??? ?HLabHbaL TTSTST ?????? 11c?若以 表示卡諾熱機(jī)循環(huán)的熱效率，則： 注意： ? ?HLabHbaL TTSTST ?????? 11c?判斷過(guò)程是否可發(fā)生、是否可逆 TQS r e vd ??熵 1）定義式： 2）熵變化量的判斷： 可逆過(guò)程系統(tǒng)與外界交換的熱量與熱源溫度的比值 0?Q? ?s0?Q? ?s不變s系統(tǒng)可逆放熱： 系統(tǒng)可逆絕熱： 系統(tǒng)可逆吸熱： ? ? 0TQ?? ? 0TQ?克勞修斯不等式 0?? TQ?不可逆循環(huán)： 0?? TQ?可逆循環(huán)： 0?? TQ?不可能發(fā)生： 可判斷過(guò)程是否可發(fā)生、是否可逆 gf1212 SSSSS ?????? 21 rf a TQS ?＝0g ???? fSSS0g ?S 0g ?S0g ?S熵流和熵產(chǎn) ? 熵流： 是過(guò)程中系統(tǒng)與外界換熱而對(duì)系統(tǒng)熵變的“貢獻(xiàn)”，即由于熱量流進(jìn)、流出系統(tǒng)引起的系統(tǒng)熵變部分。 氣體常數(shù) ? ? 4 ??? gMMRR g比熱容 (質(zhì)量、體積、摩爾比熱容） 質(zhì)量比熱容： 1千克質(zhì)量的工質(zhì)溫度升高（降低） 1K所吸收 (放 出）的熱量。K)。 常用符號(hào) cm 單位是 J/(kg 體積比熱容： 1標(biāo)準(zhǔn) m3質(zhì)量的工質(zhì)溫度升高（降低） 1K所吸收 （放出）的熱量。K）。其單位是 J/(mol 定壓質(zhì)量比熱容（定義、符號(hào)、單位）： 1千克質(zhì)量的工質(zhì)在壓力不變的條件下，溫度升高（或降低） 1K時(shí)所吸收（或放出）的熱量。K)，常用符號(hào) pc表示。 ，所以 ，所以 的條件下，把各組成氣體單獨(dú)分離出來(lái)時(shí)， 何為組成氣體的分壓力？如何用它計(jì)算組成氣體的 T和分體積？ 所謂分壓力，是指在與混合氣體相同的溫度下，各組成氣體單獨(dú)占有混合氣體的體積 V時(shí)，給予容器壁的壓力。 根據(jù)過(guò)程特征判斷多變指數(shù)范圍 2112lnlnvvppn ? ttc，定壓下對(duì)水加熱形成蒸汽的過(guò)程，可分成三個(gè)階段： （ 1）水的預(yù)熱階段：吸收熱量為液體熱： （ 2）汽化階段：吸收熱量為汽化潛熱： （ 3）過(guò)熱階段：吸收熱量為過(guò)熱熱量： 039。 hhq ??39。39。39。 hhqrqq ????? 五態(tài)：未飽和液、飽和液、濕蒸汽、 飽和 蒸汽、過(guò)熱蒸汽 濕蒸汽的干度概念、定義式 干度：濕蒸汽中所含飽和蒸汽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 （換熱面上同時(shí)存在兩種以上的熱量傳遞方式） 傳熱過(guò)程 熱量由熱流體通過(guò)固體壁面?zhèn)鬟f給冷流體的過(guò)程。 xd傅里葉定律 傅里葉定律指出：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)厚度為 的平壁所傳導(dǎo)的熱量，即熱流量 與此平壁內(nèi)的溫度變化率 以及垂直于熱量傳遞方向的截面積 A成正比，即： xdxtAdd????? xt ddntngr adtq?????? ??ntq???? ? 矢量形式： 標(biāo)量形式： ——導(dǎo)熱系數(shù)（或?qū)崧剩?，單位?W/(m ?nt ??當(dāng)物體一定時(shí)，決定熱流密度大小的物理量是：溫度梯度 導(dǎo)熱系數(shù) 物質(zhì)的物性參數(shù)，表示物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小。 不同物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)彼此不同，即使是同一種物質(zhì)，導(dǎo)熱系數(shù)的值也隨 壓力、溫度以及該物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、濕度 等因素而變化。K/W） 單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)截面積 A的熱流量： AttqA??21 ????33221141321?????????????????ttrrrtq三層平壁的導(dǎo)熱計(jì)算： 【 例 8－ 1】 鍋爐爐墻由三層材料組成：內(nèi)層為耐火磚，厚度為 230mm，導(dǎo)熱系數(shù)為 (mK)；外層為紅磚，厚度為 240mm，導(dǎo)熱系數(shù)為 W/(m已知爐墻內(nèi)、外表面的溫度分別為 500℃ 和 50℃ ，試求通過(guò)爐墻的熱流密度與各層接觸面處的溫度。K)；中間石棉隔熱層，導(dǎo)熱系數(shù)為 W/(mK)。 第三節(jié)