工程熱力學(xué)第一章-在線瀏覽
2025-02-11 15:49本頁面
【正文】 系統(tǒng)。1－ 3 工質(zhì)的熱力學(xué)狀態(tài)及其基本狀態(tài)參數(shù)熱力學(xué)狀態(tài) ： 工質(zhì)在熱力變化過程中某一瞬間呈現(xiàn)出來的宏觀物理狀況，簡(jiǎn)稱 狀態(tài) 。如溫度、壓力等。2）狀態(tài)參數(shù)的全部或一部分發(fā)生變化，即表明物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生變化。狀態(tài)參數(shù)一旦確定，工質(zhì)的狀態(tài)也完全確定。狀態(tài)參數(shù)的特性：即滿足： 3) 狀態(tài)參數(shù)是點(diǎn)函數(shù)，其微分是全微分。4）常用的狀態(tài)參數(shù)有 : 壓力 P、溫度 T、體積 V、熱力學(xué)能 U、焓 H和熵 S，其中壓力、溫度和體積 可直接用儀器測(cè)量 ，稱為 基本狀態(tài)參數(shù) 。5）狀態(tài)參數(shù)有強(qiáng)度量與廣延量之分： 強(qiáng)度量 ： 與系統(tǒng)質(zhì)量無關(guān)，如 P、 T?！?廣延量 ： 與系統(tǒng)質(zhì)量成正比，如 V、 U、 H、 S。廣延量的比參數(shù)（單位質(zhì)量工質(zhì)的體積、熱力學(xué)能等）具有強(qiáng)度量的性質(zhì)，不具有可加性。（ 這是由實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)中得到的，不可以由其它定律推出 ?？梢杂靡粋€(gè)物理量－溫度來描述。q測(cè)量溫度的儀器稱做 溫度計(jì) ，選作溫度計(jì)的感應(yīng)元件的物體應(yīng)具備特定的物理性質(zhì)：隨物體的冷熱程度不同有顯著的變化。 任選一種物質(zhì)的某一測(cè)溫屬性，采用以上溫標(biāo)的規(guī)定所得到的溫標(biāo)稱為 經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo) ，經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)依賴于測(cè)溫物質(zhì)的物理性質(zhì)。 q熱力學(xué)絕對(duì)溫標(biāo)（熱力學(xué)溫度或絕對(duì)溫） 開爾文在熱力學(xué)第二定律的基礎(chǔ)上，從理論上引入的與測(cè)溫物質(zhì)性質(zhì)無關(guān)的溫標(biāo)?！ 》?hào)為 T，單位為 K(稱 “ 開爾文 ”) 。他把一個(gè)大氣壓下純水的冰點(diǎn)取為 0度，沸點(diǎn)取為 100度，中間 100等分作為溫標(biāo)。 1960年國(guó)際計(jì)量會(huì)議給攝氏溫標(biāo)以新的基準(zhǔn)，即由熱力學(xué)絕對(duì)溫標(biāo)來規(guī)定攝氏溫標(biāo)，稱熱力學(xué)攝氏溫標(biāo)，把水的三相點(diǎn)定為 ， ℃ 。他把水、冰和氯化銨的混合物作為制冷劑而獲得的當(dāng)時(shí)可得到的最低溫度作為 0度，把人體的溫度作為 96度，中間等分，這樣的數(shù)字是由于當(dāng)時(shí)廣泛使用 12進(jìn)位法。F。采用符號(hào) T，單位用 r。常見的壓力計(jì)有壓力表和 U型管。 由于壓力計(jì)的測(cè)壓元件處于某種環(huán)境壓力的作用下，因此壓力計(jì)所測(cè)得的壓力是工質(zhì)的真實(shí)壓力 p （或稱絕對(duì)壓力）與環(huán)境壓力 pb之差，叫做表壓力 pe或真空度 pv255。q 絕對(duì)壓力、表壓力、真空度及大氣壓力之間的關(guān)系q壓力的單位 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位：帕斯卡 (簡(jiǎn)稱帕 ) 符號(hào)： Pa 1Pa=1N/m2標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（ atm , 也稱物理大氣壓）巴（ bar）工程大氣壓（ at）毫米汞柱（ mmHg)毫米水柱（ mmH2O) 工程單位：q各壓力單位之間的換算關(guān)系：Pa bar atm at mmHg mmH2O Pa 1 1 105 105 104 102 bar 1105 1 atm 101325 1 760 at 1 10000 mmHg 105 103 103 1 mmH2O 105 105 1104 104 1三、比體積和密度v與 ρ互成倒數(shù)，即： vρ＝ 1比體積單位質(zhì)量物質(zhì)所占的體積密度單位體積物質(zhì)的質(zhì)量單位： kg/m3單位： m3/kg華北電力大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院167。255。q 實(shí)現(xiàn)平衡的充要條件 ：熱平衡： 組成熱力系統(tǒng)的各部分之間沒有熱量的傳遞力平衡： 組成熱力系統(tǒng)的各部分之間沒有相對(duì)位移熱力平衡狀態(tài)滿足：此外還有化學(xué)平衡、相平衡等255。 工程熱力學(xué)通常只研究平衡狀態(tài)平衡與穩(wěn)定穩(wěn)定： 參數(shù)不隨時(shí)間變化穩(wěn)定不一定平衡，但平衡一定穩(wěn)定平衡與均勻平衡 ：時(shí)間上均勻 ：空間上平衡不一定均勻，單相平衡態(tài)則一定是均勻的207。 平衡狀態(tài)是相對(duì)時(shí)間而言的，均勻狀態(tài)是相對(duì)空間而言的209。如果考慮重力影響，則系統(tǒng)中的壓力和密度將沿高度而有所差別。 對(duì)于氣液兩相并存的熱力平衡系統(tǒng)，氣相和液相的密度不同，因而系統(tǒng)不是均勻的。 本書在未加特別說明之處，一律把平衡狀態(tài)下的單相物系當(dāng)作是均勻的，各處的狀態(tài)參數(shù)相同。 平衡狀態(tài)與均勻狀態(tài)之間的關(guān)系209。 平衡必穩(wěn)定，穩(wěn)定不一定平衡208。系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，有幾個(gè)獨(dú)立變量呢？ q 狀態(tài)公理 對(duì)于組成一定的物質(zhì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)平衡態(tài)的獨(dú)立狀態(tài)參數(shù)有 n +1n－ 表示系統(tǒng)與外界進(jìn)行準(zhǔn)靜功交換的數(shù)目1－表示系統(tǒng)與外界的熱交換255。例如，溫度不平衡勢(shì)導(dǎo)致熱量的交換，導(dǎo)致系統(tǒng)狀態(tài)變化，使溫度不平衡勢(shì)消失，從而系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡，得到描述熱平衡的狀態(tài)參數(shù) T。 那么有多少獨(dú)立的能量交換，就有多少個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)參數(shù)。因此決定系統(tǒng)平衡狀態(tài)獨(dú)立變量的數(shù)目，等于系統(tǒng)與外界交換能量方式的總數(shù)。 對(duì)于簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)，不存在電功、磁功等其它形式的功，系統(tǒng)與外界能量的交換方式除熱之外只有容積變化功（膨脹功或壓縮功）一 因而描述純物質(zhì)的簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)平衡狀態(tài)的獨(dú)立狀態(tài)參數(shù)只有 2個(gè)?；?55。 狀態(tài)方程式的具體形式取決于工質(zhì)的性質(zhì)255。255。1－ 5 工質(zhì)的狀態(tài)變化過程（熱力過程）255。 “平衡 ”和 “過程 ”這兩個(gè)矛盾的概念怎樣統(tǒng)一起來呢？這就需要引入準(zhǔn)平衡過程。工質(zhì)內(nèi)部無溫差；工質(zhì)內(nèi)部無化學(xué)反應(yīng)；一、準(zhǔn)平衡過程（準(zhǔn)靜態(tài)過程）12v
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