[工學(xué)]1熱力學(xué)第一章基本概念-閱讀頁
2025-04-06 00:03本頁面
【正文】 =能量轉(zhuǎn)換方式的數(shù)目 =各種功的方式 +熱量 = n+1 n ? 容積變化功、電功、拉伸功、表面張力功等 不平衡勢差 狀態(tài)變化 能量傳遞 消除一種 達到某一 消除一種能量 不平衡勢差 方面平衡 傳遞方式 41 三、純物質(zhì)的狀態(tài)方程 （ pure substance state equation） 狀態(tài)方程 ? ?0, ?Tvpf1．理想氣體狀態(tài)方程 （ idealgas equation。 quasiequilibrium process) 定義： 偏離平衡態(tài)無窮小，隨時 恢復(fù)平衡的狀態(tài)變化過程 。 “ 突然 ”“ 緩慢 ” 52 準靜態(tài)過程的容積變化功 p p外 f 初始： p?A = p外 ?A +f A 如果 p外 微小 ? 可視為準靜態(tài)過程 dl 以汽缸中 mkg工質(zhì)為系統(tǒng) mkg工質(zhì)發(fā)生容積變化對外界作的功 ?W = p?A ?dl =pdV 1kg工質(zhì) ?w =pdv dl 很小 ， 近似認為 p 不變 53 準靜態(tài)過程的容積變化功 p p外 2 mkg工質(zhì)： ?W =pdV 1kg工質(zhì)： ?w =pdv 1 21W p d V? ?21w p d v? ?注意： 上式僅適用于準靜態(tài)過程 54 示功圖 p V . 1 2 . p p外 2 1 mkg工質(zhì)： ?W =pdV 21W p d V? ?1kg工質(zhì)： ?w =pdv 21w p d v? ?W 55 準靜態(tài)容積變化功的說明 p V . 1 2 . 2） pV 圖上用面積表示 3） 功的大小與路徑有關(guān)， 功是過程量 4）統(tǒng)一規(guī)定： dV0，膨脹 對外作功（正） dV0，壓縮 外內(nèi)作功（負） 5）適于準靜態(tài)下的任何工質(zhì)（一般為流體） 6） 外力無限制，功的表達式只是系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù) 7）有無 f，只影響系統(tǒng)功與外界功的大小差別 1）單位為 [kJ] 或 [kJ/kg] W w 56 摩擦損失的影響 若有 f 存在，就存在損失 p p外 2 1 系統(tǒng)對外作功 W，外界得到的功 W ’W 若外界將得到的功 W ’再返還給系統(tǒng)，系統(tǒng)得到的功 W’’W’ 則外界、活塞、系統(tǒng)不能同時恢復(fù)原態(tài)。 58 二、可逆過程 ( reversible process) 定義 ： 系統(tǒng)可經(jīng)原途徑返回原來狀 態(tài)而在外界不留下任何變化 的過程 。 ? 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，可不考慮系統(tǒng)與外界 的復(fù)雜關(guān)系，易分析。 63 完全可逆、內(nèi)可逆與外可逆 完全可逆 可逆 內(nèi)部可逆，外部不可逆 外部可逆，內(nèi)部不可逆 ?常見 90 ℃ 0 ℃ 例： 內(nèi)可逆 外不可逆 冰和水 64 一、功 (work)的定義和可逆過程的功 1．功的力學(xué)定義 2．功的熱力學(xué)定義： 通過邊界傳遞的能量其全部 效果可表現(xiàn)為舉起重物。 pb f 67 用外部參數(shù)計算不可逆過程的功 21 dW p V? ?VpAHpW ??? 00? 69 三、熱量（ heat） 1．定義： 僅僅由于溫差而 通過邊界傳遞的能量 。 功 ； 熱是無條件的； 熱 功是有條件、限度的。 逐個抽去隔板，又如何？ 72 17 熱力循環(huán) 一、 定義 ： 封閉的熱力過程 特性 ： 一切狀態(tài)參數(shù)恢復(fù)原值 ，即 d0x ??二、 可逆循環(huán)與不可逆循環(huán) (reversible cycle and irreversible cycle ) 73 三、 動力循環(huán)（正向循環(huán)）（ power cycle。 74 四、 逆向循環(huán) (reverse cycle) ▲ 制冷循環(huán) (refrigeration cycle) ▲ 熱泵循環(huán) (heatpump cycle) 一般地講：輸入凈功； 在狀態(tài)參數(shù)圖逆時針運行； 吸熱小于放熱。 1n e t1qw? ??五、循環(huán) 經(jīng)濟性指標： 76 第一章 小 結(jié) 基本概念： ? 熱力系 ? 平衡、穩(wěn)定、均勻 ? 準靜態(tài)、可逆 ? 過程量、狀態(tài)量、狀態(tài)參數(shù) ? 功、熱量、熵 ? pV圖、 TS圖 ? 循環(huán)、平價指標 77 第一章 討論課 ? 熱力系 種類： 閉口系、開口系、絕熱系、孤立系 熱力系的選取取決于研究目的和方法，具有隨意性，選取不當(dāng)將不便于分析。 78 例 1：絕熱剛性容器向氣缸充氣 試分別選取 閉口系 和 開口系 ，畫出充氣前后 邊界 ，標明 功和 熱 的方向。關(guān)鍵看是否引起外界變化。 可逆過程并不是指系統(tǒng)必須回到初態(tài)的過程。準靜態(tài)過
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