【正文】 質處于平衡狀態(tài)時基本狀態(tài)參數(shù)之間的關系式，稱為狀態(tài)方程。它是比體積和溫度的函數(shù)。它是溫度的函數(shù)。系統(tǒng)的內部儲存能即為 熱力學能 ，又稱為 內能 。 t = T— 熱力學溫標與 攝氏溫標之間的關系： 中國礦業(yè)大學動力工程系 絕對 K 攝氏 ℃ 華氏 F 100 0 0 212 100 0 32 0 冰熔點 水三相點 鹽水熔點 發(fā)燒 水沸點 中國礦業(yè)大學動力工程系 （ 1）熱力學能與儲存能 ?能量是物質運動的度量，運動有各種不同的形態(tài)，相應的就有各種不同的能量。 0℃ 與 100℃ 這兩個基準點之間分成 100等分 , 每一等分為 1度。沸點溫度為 100℃ 。 建立任何一種溫標都要選擇測溫物質及其物質的特性、規(guī)定溫標的基準點及分度方法。 ２） 溫度 將描述熱平衡的這一宏觀特性的物理量，稱為溫度。 由氣壓計測量出來的壓力稱為 大氣壓力 pb。 2N /mFpA?表達式 或 Pa上式計算出的是熱力系的真實壓力稱為 絕對壓力 p。 3k g /mmV? ?表達式 3N /mG m gVV? ??表達式 ③ 重度 單位容積內所含有物質的重量，稱為重度。 中國礦業(yè)大學動力工程系 基本狀態(tài)參數(shù) (１ )比容、密度和重度 ① 比容 單位質量物質所占有的容積，稱為比容。 如：溫度、壓力、比容、比內能、比焓、比熵等。 １）按能否用儀器或儀表進行直接或間接測量劃分 中國礦業(yè)大學動力工程系 ２）按與系統(tǒng)內包含物質多少有無關系劃分 ① 強度參數(shù) —— 與系統(tǒng)內包含物質的多少無關。 ② 導出狀態(tài)參數(shù) 不能用儀器儀表直接或間接測量的參數(shù)稱為。 （１）狀態(tài)參數(shù)的數(shù)學特性 2211 d x x x???或 如果某物理量具有上述數(shù)學特性，它就是狀態(tài)參數(shù)。 中國礦業(yè)大學動力工程系 描述工質宏觀特性的物理量稱為狀態(tài)參數(shù)。 平衡狀態(tài)的描述 在不受外界影響（重力場除外）的條件下，如果系統(tǒng)宏觀特性不隨時間變化，則該系統(tǒng)所處的狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。 ?簡單可壓縮系統(tǒng) — 與外界只有熱量和機械功交換的可壓 縮系統(tǒng)。 ?多元熱力系 — 由兩種或兩種以上物質組成的熱力系。 ?非均勻熱力系 — 由兩個或兩個以上的相態(tài)組成的熱力系。 ? 孤立系 — 與外界無任何聯(lián)系的熱力系。 ? 開口系 — 與外界有物質交換的熱力系。是什么熱力系？ 中國礦業(yè)大學動力工程系 熱力系、界面、外界 界面 熱 源 外界 外界 熱力系統(tǒng) 中國礦業(yè)大學動力工程系 熱力系、界面、外界 界面 熱 源 外界 外界 熱力系統(tǒng) 中國礦業(yè)大學動力工程系 界面 熱 源 外界 外界 熱力系統(tǒng) 熱力系、界面、外界 中國礦業(yè)大學動力工程系 界面 熱 源 外界 外界 熱力系統(tǒng) 熱力系、界面、外界 中國礦業(yè)大學動力工程系 系 統(tǒng) 界面 熱力系、界面、外界 例 Ⅱ 研究氣缸中的氣體 (打開閥門 )。 熱力系 （或稱熱力系統(tǒng)）的定義 中國礦業(yè)大學動力工程系 界面的特性 : 可以是 真實的 ， 也可以是 虛擬的 ； 可以是 固定的 ， 也可以是 運動的 。系統(tǒng)與外界的界面稱為 邊界 。這種空間內的物質的總和稱為 熱力學系統(tǒng) ,簡稱為系統(tǒng)或 熱力系 。 熱源 ：工質從中取熱的熱庫， 冷源 ：接受工質放熱（排出熱能）的熱庫。 中國礦業(yè)大學動力工程系 第一章 熱力學第一定律 中國礦業(yè)大學動力工程系 工質和熱源 定義：實現(xiàn)熱能和機械能互相轉化的媒介物質，稱為工質（傳遞能量的載能物質）； 特點要求：（ 1）流動性；（ 2）膨脹性?？荚噧热莞采w全部授課內容。 教學實驗 根據(jù)實驗課出勤率和實驗報告的撰寫，以 10%計入總分。 5. 獨立完成實驗。 3. 按時、獨立完成作業(yè) 。 學習要求： 1. 提高課堂學習效率。 用微觀研究方法研究的熱力學稱統(tǒng)計熱力學。 ?將熱力學基本理論應用于工程實際，對不同的過程和循環(huán)進行分析和計算， 探討影響能量轉換的規(guī)律及提供轉換效果的途徑。 化工熱力學 是以化學熱力學和工程熱力學為基礎 ， 結合化工實際過程逐步形成的學科 。 化學熱力學 主要討論熱化學 、 相平衡和化學平衡理論 。 吉布斯的工作 ，把熱力學和化學在理論上緊密結合起來 ， 奠定了化學熱力學的重要基礎 。 中國礦業(yè)大學動力工程系 1875年 ， 美國耶魯大學數(shù)學物理學教授 Josiah Willard Gibbs發(fā)表了 “ 論多相物質之平衡 ” 的論文 。 這是 熱力學第二定律 的另一種說法?？藙隈闼乖?1854年給出了熱力學第二定律的數(shù)學表達式 ， 1865年提出 “ 熵 ” 的概念 。1850年 ， 德國物理學家 Rudolf J. Clausius (1822 1888) 進一步研究了熱力學第一定律和克拉佩隆轉述的卡諾原理 ， 發(fā)現(xiàn)二者并不矛盾 。焦耳的熱功當量實驗是 熱力學第一定律 的實驗基礎。 Mayer (1814 1878) 中國礦業(yè)大學動力工程系 1847年， 德國物理學家和生物學家 Hermann Ludwig von Helmholtz (1821 1894) 發(fā)表了 “ 論力的守衡” 一文，全面論證了能量守衡和轉化定律。lt Paul Emile Clapeyron (1799 1864)把卡諾循環(huán)以解析圖的形式表示出來，并用卡諾原理研究了汽液平衡，導出了克拉佩隆方程。 Carnot (1796 1832) 中國礦業(yè)大學動力工程系 卡諾的論文發(fā)表后，沒有馬上引起人們的注意。 中國礦業(yè)大學動力工程系 他通過對自己構想的理想熱機的分析得出結論： 熱機必須在兩個熱源之間工作 ， 理想熱機的效率只取決與兩個熱源的溫度 ， 工作在兩個一定熱源之間的所有熱機 ， 其效率都超不過可逆熱機 ， 熱機在理想狀態(tài)下也不可能達到百分之百 。 ?1824 年 ， 法 國 陸 軍 工 程 師 Nicholas L233。 中國礦業(yè)大學動力工程系 ?1798 年 ， 英 國 物 理 學 家 和 政 治 家 Benjamin Thompson (17531814) 通過炮膛鉆孔實驗開始對功轉換為熱進行定量研究 。 能源的利用 中國礦業(yè)大學動力工程系 中國礦業(yè)大學動力工程系 熱 機 太 陽 能 電 能 光電反應 熱 用 戶 風車 燃料電池 傳熱 傳熱 能量的轉換和傳遞過程 水力機械 水車 燃 燒 聚 變 裂變 磁流體發(fā)電 溫差發(fā)電 電動機 發(fā)電機 核 能 地 熱 能 水 力 能 熱 能 機 械 能 風 能 一次能源 二 次 能 源 能量的轉換和傳遞過程 化 學 能 中國礦業(yè)大學動力工程系 二、熱能轉換裝置的工作過程 熱能 機械能 ( 轉換裝置 ) 熱 機 熱能轉換裝置的工作過程 中國礦業(yè)大學動力工程系 蒸 汽 機 示 意 圖 汽缸 活塞 曲柄連桿 鍋爐 冷凝器 曲軸箱 蒸汽機示意圖 泵 中國礦業(yè)大學動力工程系 蒸汽動力循環(huán)裝置系統(tǒng)簡圖 蒸汽動力循環(huán)裝置系統(tǒng)簡圖 中國礦業(yè)大學動力工程系 原子能蒸汽動力裝置系統(tǒng)簡圖 反應堆(濃縮鈾) 換熱器 泵 冷凝器 發(fā)電機 汽輪機 泵 載熱質 (重水、堿性金屬蒸汽 ) 冷卻水 原子能蒸汽動力裝置系統(tǒng)簡圖 中國礦業(yè)大學動力工程系 廢氣 燃燒室 燃氣輪機 空氣 壓氣機 燃料泵 燃料 燃 氣 輪 機 裝 置 系統(tǒng) 簡 圖 燃氣輪機裝置系統(tǒng)簡圖 中國礦業(yè)大學動力工程系 內燃機的工作原理圖 活塞 曲柄連桿機構 氣缸 內燃機的工作原理圖 中國礦業(yè)大學動力工程系 壓縮制冷裝置系統(tǒng)簡圖 中國礦業(yè)大學動力工程系 地源熱泵 中國礦業(yè)大學動力工程系 各種熱工裝置的熱力學共性內容歸納 內燃機裝置 燃氣輪機裝置 蒸汽動力裝置 裝置名稱 工作物質 熱 源 冷 源 功 水蒸汽 高 溫 物 體 冷卻水 對外輸出功 燃 氣 燃燒產物 (自身 ) 大 氣 對外輸出功 燃 氣 燃燒產物 (自身 ) 大 氣 對外輸出功 壓縮制冷裝置 制冷劑 被冷卻物體 大 氣 消 耗 功 各種熱工 裝置 熱力學共性內容歸納 中國礦業(yè)大學動力工程系 三、熱力學的發(fā)展 熱力學是研究能量、能量轉換以及與能量轉換有關的物性間相互關系的科學。 能源及其利用 中國礦業(yè)大學動力工程系 熱能