工程热力学总复习(实习串讲).ppt

复习篇,工程热力学,全书主要内容,第一章基本概念,第二章第一定律,第四章理想气体的热力过程,第五章理想气体的热力过程,第三章气体和蒸气的性质,第六章实际气体性质及热力学一般关系式,第十二章理想气体混合物及湿空气,第七章气体和蒸气的流动,第八章压气机的热力过程,第九章理想气体混合物及湿空气,第十一章制冷循环,第十章蒸汽动力装置循环,热力学基本概念和基本理论,工质性质,基本热力过程以及应用,第一章基本概念,热力系平衡态准静态、可逆过程量、状态量、状态参数功、热量、熵p-V图、T-S图循环、评价指标,第一章讨论课Discussion,热力系,种类：,闭口系、开口系、绝热系、孤立系,热力系的选取取决于研究目的和方法，具有随意性，选取不当将不便于分析。,一旦取定系统，沿边界寻找相互作用。,刚性绝热系统，B侧设有电热丝,红线内闭口绝热系,黄线内不包含电热丝闭口系,黄线内包含电热丝闭口绝热系,兰线内孤立系,例1：绝热刚性容器向气缸充气,试分别选取闭口系和开口系，画出充气前后边界，标明功和热的方向。,(1)以容器内原有气体为系统,闭口系,功量：,气体对活塞作功W,W,Q,热量：,气体通过活塞从外界吸热Q(当初始温度一样时）,可逆过程与准静态过程的区别和联系,可逆过程一定是准静态过程准静态过程不一定是可逆过程,可逆过程准静态过程无耗散,可逆过程完全理想，以后均用可逆过程的概念。准静态过程很少用。,自由膨胀过程,刚性，绝热,真空,A,B,B中没有气体，不能取做系统,以A中原有气体为系统,A中气体非准静态,A中气体没有作功,没有作功对象,后进去的对先进去的气体作功了吗？,第二章热力学第一定律,热力学第二定律的实质热力学第二定律的表达式及使用条件四种功，及其相互关系焓和熵,1、本质：能量守恒与转换定律,A)稳流：,dEcv/=0,C)循环,dEcv=0,out=in,D）孤立系：,3、热力学第一定律表达式和适用条件,任何工质，任何过程,任何工质，准静态过程,任何工质，任何稳流过程,4、准静态下两个热力学微分关系式,适合于闭口系统和稳流开口系统,后续很多式子基于此两式,5、u与h,U,H广延参数u,h比参数,U系统本身具有的内部能量,H不是系统本身具有的能量，开口系中随工质流动而携带的，取决于状态参数的能量,6、四种功的关系,准静态下,闭口系过程,开口系过程,容积变化功w,技术功wt,轴功ws,推进功(pv),几种功的关系,w,wt,(pv),c2/2,ws,gz,做功的根源,ws,技术功和容积变化功如何在图上表示？,问题,气体边膨胀边放热是可能的,对工质加热，其温度反而降低，这种情况不可能,第三章理想气体的性质与过程,1、什么是理想气体？2、理想气体状态方程的正确使用3、理想气体比热、内能和焓的特点和计算,理想气体什么情况下可以看成理想气体？实际中哪些气体可以看成理想气体？理想气体状态方程表达式单位比热的定义及物理意义比热是过程量还是状态量？,cv和cp的说明,1、cv和cp，过程已定,可当作状态量。,2、前面的推导没有用到理想气体性质,3、h、u、s的计算要用cv和cp。,适用于任何气体。,cv物理意义：v时1kg工质升高1K内能的增加量,cp物理意义：p时1kg工质升高1K焓的增加量,迈耶公式,1）在空气的定压加热过程中，加热量的_转化为热力学能的增加量？（空气比热容比为1.4）A）37%B）65%C）68.4%D）71.4%,迈耶公式Mayersformula,令,比热比,理想气体的内能、焓和熵,注意的几点：,理想气体的熵是状态函数，但不是温度的单值函数,理想气体经历任何过程，热力学能变化量等于定容过程换热量。焓变量等于定压过程的换热量。,1、理想气体的内能、焓和熵都是温度的单值函数。,判断,2、理想气体的比热容是温度的单值函数。,3、理想气体的定压比热容和定容比热容是温度的单值函数。,水和水蒸气,本章主要内容,2.水蒸气图表的结构和应用,1.水和水蒸气的特征和相图,水的热力学面,两相区,单相区,气,液,固,六个区：三个单相区、三个两相区,液-气,固-气,固-液,纯物质的p-T相图,p,p,T,T,液,液,气,气,固,固,水,一般物质,三相点,三相点,临界点,临界点,流体,流体,升华线,升华线,凝固线,凝固线,汽化线,汽化线,思考题,1.溜冰冰刀,2.北方冬天晾在外边的衣服，是否经过液相,3.一密闭容器内有水的汽液混合物，对其加热，是否一定能变成蒸汽？,第四章气体和蒸气的基本热力过程,主要内容：四个基本热力过程：等压、等容、等温和等熵过程方程、能量方程和图上的表示热力过程在p-v图和T-S图上的相互关系,研究热力学过程的依据,2)理想气体,3)可逆过程,1)热一律,稳流,理想气体任何过程,(1)当n=0,(2)当n=1,多变过程与基本过程的关系,(4)当n=,p,T,s,v,n,p,T,s,v,(3)当n=,几个知识点,T-S图上定容线向右水平移动时，比容如何变化T-S图上定压线向右水平移动时，压力如何变化？p-v图上，等温线右移，温度如何变化？书上119页图4-7,作图练习题,T,如果bc为等温线呢？,水蒸气的定压和绝热过程,定压：锅炉、换热器绝热汽轮机、水泵,可以用的公式：（热力学第一定律和第二定律均适用）,理想气体的公式不可用,T,S,1,h,S,2,3,4,1,2,3,4,例如：锅炉中，水从30C，4MPa，定压加热到450C,h1=129.38kJ/kg,h2=3330.9kJ/kg,.水蒸气绝热过程,汽轮机、水泵,p,v,1,2,2,p1,p2,可逆过程：1-2,不可逆过程：1-2,第五章热力学第二定律,热二律的表述热二律的表达式熵孤立系熵增原理Ex,一般了解,不可逆绝热过程-熵流和熵产,对于任意微元过程有：,=：可逆过程：不可逆过程,定义,熵产：纯粹由不可逆因素引起,结论：熵产是过程不可逆性大小的度量。,熵流：,永远,热二律表达式之一,EntropyflowandEntropygeneration,熵流、熵产和熵变,任意不可逆过程,可逆过程,不可逆绝热过程,可逆绝热过程,熵的性质和计算,不可逆过程的熵变