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1、工程热力学工程热力学绪 论o一、能源及热能利用 用来产生各种所需能量的自然资源称为能源。一次能源：风、水力、太阳、地热 二次能源：热能、机械、电 能源的利用过程实质上是能源的传递和转换过程。热能的利用：热利用、热能的动力利用。热能的利用热能的利用三、热力学的研究方法o宏观法o微观法第一章 基本概念第一节 热力系统一、系统、边界与外界1、系统：用边界将讨论的对象区分出来的部分2、外界：分割系统与外界的分界面3、边界：固定、运动、虚设热力系统边界可变形系统o2、开口系统 不仅有能量交换而且有物质交换（有物质流穿过边界）特性：传热与功+流进、出时各部分能量三、绝热系统和孤立系统o1、绝热系统：与外界
2、无热量传递的系统o2、孤立系统：与外界既无能量又无物质交换的系统孤立系统表示图四、系统的内部状况o1、热源系统：提供热能的物质或能量o2、功源系统：提供机械功的物质或能量o3、质源系统：提供质量的物质或能量o4、单相系：物质、化学性质都均匀一致（固、液、气）o5、单元或多元系统 单元：一种化学成分组成的系统 多元：两种以上的不同化学成分组成o6、均匀或非均匀系统 系统中化学、物理性质处处均匀一致的系统二、基本参数1、温度 物体冷热程度的标志 理想气体热力学温度与分子平移动能的关系式：热力学温度规定，纯水三相点温度为基本定点，并指定为273.16K 摄氏温标与热力学温标：t=T-273.152、
3、压力o气体分子不规则的热运动-分子之间不断相互碰撞-同时也使气体分子不断地和容器壁（即边界面）碰撞-大量分子碰撞器壁的总结果-气体对器壁的压力o作用与单位面积上的压力与分子浓度及分子平移运动平均动能之间的关系式：o压力的宏观定义：p=F/fo相对压力和绝对压力 压力间的关系：当pB时，当pB时，其中B当地大气压力 高于当地大气压时的相对压力，称表压力H低于当地大气压力时的相对压力，称为真空值o比容和密度 比容：密度：两者关系：三、强度性参数和广延性参数1、强度性参数：T、p等与质量多少无关，没有可加性的参数值。2、广延性参数：V、U、H、S等参数，与质量有关，具有可加性。第三节 平衡状态、状态
4、公理及状态方程一、平衡状态 如果不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，则系统的这种状态称为平衡状态。二、状态公理 确定纯物质系统平衡状态的独立参数=n+1 其中n表示传递可逆功的形式，加1表示能量传递中的热量传递三、状态方程 建立 温度、压力、比容这三个基本状态参数之间的函数关系。而用p-v图来确定工质状态。二、可逆过程o当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，这样的过程称为可逆过程。o实施条件：1、是准平衡过程 2、过程没有势差 3、过程没有耗散效应o可逆过程要求系统与外界随时保持力平衡和热平衡，没有耗散效应和任何能量的不可逆损失o准静态过程仅要求系统内部的力平衡和热平衡，系统与外界之间可有不平衡势差和耗散现象o可逆过程必然是准静态过程，而准静态过程未必是可逆过程三、可逆过程的膨胀功（容积功）o热转换为机械功必须依靠工质的膨胀。o由于系统容积变化而通过截面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称容积功。o系统容积增大，则系统对外界做膨胀功，视为正功；系统容积减小，则外界对系统做压缩功，视为负功。四、可逆过程的热量热量计算公式：在右图中1-2传递的热量：系统吸热：q0系统放热：q0系统绝热：q=0第五节 热力循环 工质从某一初始态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环。一、正循环 循环热效率总是小于1