第一章.热力学.pdf

工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 工程热力学 王华 E mail wonghua78 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 绪论 第一节 热能及其利用 1 热能定义 物体分子热运动而具有的能量 它可 以储存于物体内部 2 热能的两种利用形式 直接热利用 热能的动力利用 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 能源转换利用的关系 热热 能能 电电 能能 机机 械械 能能 风风 能能 水水 能能 化化 学学 能能 核核 能能 地地 热热 能能 太太 阳阳 能能 一次能源一次能源 天然存在天然存在 二次能源二次能源 光 电 转 换 光 电 转 换 燃 料 电 池 燃 料 电 池 光 热 光 热 聚 变 聚 变 裂 变 裂 变 燃 烧 燃 烧 水 车 水 车 水 轮 机 水 轮 机 风 车 风 车 热机热机 电 动 机 电 动 机 发 电 机 发 电 机 90 转转 换换 直接利用直接利用 利 用 利 用 生物质生物质 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 3 热能与机械能之间的转换 热能通过热机转换为机械能的效率很低 先进的大型燃气 蒸汽联合发电机组 CCPP 的热效率也 60 2009年我国的火电占总发电量的81 世界平均水平64 美国在2006年为51 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 绪论 在这方面 热能与其他形式的能相比 品 位较低 因此 寻求使热能直接转换为电能的方法 太阳能光伏发电 燃料电池 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 了解新能源 如核电的工作过程 核能发电与煤炭发电有何不同 有哪些新能源形式 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 绪论 第三节 工程热力学研究的主要内容 研究对象 能量转换 主要是研究热能与机械能 之间的转换规律和方法 研究提高转化效率的途 径 研究内容 基本概念和规律 能量的和转化过程和循环的分析研究和计算方法 常用工质的性质 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 绪论 学好 工程热力学 的意义 热能与动力工程三大专业基础课 工程热力学 传热学 流体机械 是学习后续的专业课的基础 汽轮机 电厂锅炉 制冷与空调 等的基 础 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 工程热力学的研究对象工程热力学的研究对象 热能转化为机械能的规律和方法 热能转化为机械能的规律和方法 以及提高转化效率的途径 节能 以及提高转化效率的途径 节能 建立节能的理论基础建立节能的理论基础 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 绪论 工程热力学与传热学的区别与联系 相同点 都是以热力学第一 第二定律为基础 不同点 工程热力学研究平衡状态下热能与机械能及其 他能量形式之间的转换规律 传热学研究过程和非平衡态 由于存在温差而 引起的不可逆的热量传递规律 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 绪论 铁块 M1 300 水 M2 20 工程热力学 Tm Q 传热学 q 热量传递速率 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 第一章 基本概念与定义 Basic Concepts and Definition 1 1 热能和机械能相互转换过程热能和机械能相互转换过程 1 2 热力系统热力系统 1 3 工质的热力学状态及其基本状态参数工质的热力学状态及其基本状态参数 1 4 平衡状态平衡状态 1 5 工质的状态变化过程工质的状态变化过程 1 6 功和热量功和热量 1 7 热力循环热力循环 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 本章主要内容 弄清热力学的基本概念 温度 压力 平衡态 可逆过程 不可逆过程 耗散效应 准平 衡过程 热量 功 状态参数 过程量 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 一 热能动力装置一 热能动力装置 Thermal power plant 定义 从燃料燃烧中获得热能并利用热能得到动力定义 从燃料燃烧中获得热能并利用热能得到动力 的整套设备的整套设备 分分 类类 共同本质 共同本质 由媒介物通过吸热由媒介物通过吸热 膨胀作功膨胀作功 排热排热 燃气动力装置燃气动力装置 combustion gas power plant 内燃机内燃机 internal combustion gas engine 燃气轮机装置燃气轮机装置 gas turbine power plant 喷气发动机喷气发动机 jet power plant 蒸汽动力装置蒸汽动力装置 steam power plant 锅炉与蒸汽机的组合锅炉与蒸汽机的组合 最简单蒸汽动力装置 最简单蒸汽动力装置 核电站核电站 nuclear power station 1 1 热能和机械能相互转换的过程热能和机械能相互转换的过程 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 柴油机的工作过程 进气阀 排气阀 喷油咀 火花塞 吸气 压缩 燃烧 膨胀 排气 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 四缸发动机 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 内燃机内燃机装置装置基本特点基本特点 1 1 热源 冷源 热源 冷源 2 2 工质 燃气 工质 燃气 3 3 膨胀做功 膨胀做功 4 4 循环 循环 加压 加热 加压 加热 膨胀做功 放热膨胀做功 放热 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 蒸汽动力装置 电厂锅炉 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 汽轮机 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 锅锅 炉炉 汽轮机汽轮机 发电机发电机 给水泵给水泵 凝凝 汽汽 器器 过热器过热器 1 1 热源 冷源 热源 冷源 2 2 工质 水 蒸汽 工质 水 蒸汽 3 3 膨胀做功 膨胀做功 4 4 循环 循环 加压 加热 加压 加热 膨胀做功 放热膨胀做功 放热 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 制冷循环 1 低压蒸气 低压蒸气 2 高压蒸汽 高压蒸汽 3 高压液体 高压液体 4 低温液体 低温液体 加压 放热 加压 放热 膨胀 吸热膨胀 吸热 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 热力热力装置装置共同基本特点共同基本特点 1 1 热源 冷源 热源 冷源 heat reservoirheat reservoir 2 2 工质 工质 medium working substancemedium working substance 3 3 容积变化功 容积变化功 moving boundary workmoving boundary work 4 4 循环 循环 cyclecycle 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 热机热机 高温热源高温热源 低温热源低温热源 Q1 Q2 W 动力循环简图动力循环简图 热效率热效率 Thermal efficiency 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 二 工质二 工质 working substance working medium 定义 实现热能和机械能相互转化的媒介物质 定义 实现热能和机械能相互转化的媒介物质 对工质的要求对工质的要求 物质三态中物质三态中 气态气态最适宜最适宜 1 膨胀性 膨胀性 2 流动性 流动性 3 热容量 热容量 4 稳定性 安全性 稳定性 安全性 5 对环境友善 对环境友善 6 价廉 易大量获取 价廉 易大量获取 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 三 热源三 热源 heat source heat reservoir 定义 工质从中吸取或向之排出热能的物质系统 定义 工质从中吸取或向之排出热能的物质系统 高温热源高温热源 热源热源 heat source 低温热源低温热源 冷源 冷源 heat sink 恒温热源恒温热源 constant heat reservoir 变温热源变温热源 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 1 2 热力系统 热力系 系统 体系 热力系统 热力系 系统 体系 外界和边界外界和边界 热力热力系统系统 thermodynamic system system 系统 热力系系统 热力系 人为分割出来 作为热力学人为分割出来 作为热力学 研究对象的有限物质系统 研究对象的有限物质系统 外界外界 surrounding 系统以外的所有物质系统以外的所有物质 与体系发生质 能交换的物系 与体系发生质 能交换的物系 边界边界 boundary 系统与外界的分界面 线 系统与外界的分界面 线 一 定义一 定义 系统系统与与外界外界的作用都通过的作用都通过边界边界 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 二 系统及边界示例二 系统及边界示例 汽车发动机汽车发动机 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 汽缸汽缸 活塞装置 闭口系例 活塞装置 闭口系例 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 热力系统选取的人为性热力系统选取的人为性 锅锅 炉炉 汽轮机汽轮机 发电机发电机 给水泵给水泵 凝凝 汽汽 器器 过热器过热器 只交换功只交换功 只交换热只交换热 既交换功既交换功 也交换热也交换热 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 A B 例 热力系统的分割完全是 人为人为 的 因此对于 不同的问题 甚至对于同一问题可取不同的系统 例如研究向容器充气 可以取容器为系统 也可取充入 容器的气体和原在容器内的气体一起为系统 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 边界特性边界特性 真实 虚构真实 虚构 固定 活动固定 活动 fixed fixed movablemovable real real 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 移动和虚构边界移动和虚构边界 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 1 系统与外界的人为性 系统与外界的人为性 2 外界与环境介质 外界与环境介质 3 边界可以是 边界可以是 a 刚性的或可变形的或有弹性的刚性的或可变形的或有弹性的 b 固定的或可移动的固定的或可移动的 c 实际的或虚拟的实际的或虚拟的 注意 注意 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 三 热力系分类三 热力系分类 按组元数按组元数 单元系单元系 one component system pure substance system 多元系多元系 multicomponent system 按相数按相数 单相系单相系 homogeneous system 复相系复相系 heterogeneous system 注意 注意 1 不计恒外力场影响 不计恒外力场影响 2 复相系未必不均匀 复相系未必不均匀 湿蒸汽 湿蒸汽 单元系未必均匀单元系未必均匀 气液平衡分离状态 气液平衡分离状态 1 按组元和相按组元和相 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 闭口系 闭口系 closed system 控制质量 控制质量CM 没有质量越过边界没有质量越过边界 开口系 开口系 open system 控制体积 控制体积CV 通过边界与外界有质量交换通过边界与外界有质量交换 2 按系统与外界质量交换按系统与外界质量交换 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 1 闭口系与系统内质量不变的区别 闭口系与系统内质量不变的区别 2 开口系与绝热系的关系 开口系与绝热系的关系 3 孤立系与绝热系的关系 孤立系与绝热系的关系 注意 注意 4 简单可压缩系 简单可压缩系 simple compressible system 由可压缩物质组成 无化学反应 与外界只交由可压缩物质组成 无化学反应 与外界只交 换换热量热量和和容积变化功容积变化功的有限物质系统 的有限物质系统 绝热系 绝热系 adiabatic system 与外界无热量交换与外界无热量交换 孤立系 孤立系 isolated system 与外界无任何形式的质能交换 与外界无任何形式的质能交换 3 按能量交换按能量交换 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 热力系统分类热力系统分类 以系统与外界关系划分 以系统与外界关系划分 有有 无无 是否传质是否传质 开口系开口系 闭口系闭口系 是否传热是否传热 非绝热系非绝热系 绝热系绝热系 是否传热 功 质是否传热 功 质 非孤立系非孤立系 孤立系孤立系 是否传功 电 机械能 是否传功 电 机械能 非绝功系非绝功系 绝功系绝功系 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 1 2 3 4 m Q W 1 开口系开口系 非孤立系 相关外界非孤立系 相关外界 孤立系 孤立系 1 2 闭口系闭口系 1 2 3 绝热闭口系绝热闭口系 1 2 3 4 孤立系孤立系 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 四 热力系示例四 热力系示例 刚性绝热系统 刚性绝热系统 B侧设有电热丝侧设有电热丝 红线内红线内 闭口绝热系闭口绝热系 黄线内黄线内不包含电热丝不包含电热丝 闭口系闭口系 黄线内黄线内包含电热丝包含电热丝 闭口绝热系闭口绝热系 兰线内兰线内 孤立系孤立系 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 注意的几点 1 1 闭口系闭口系与系统内与系统内质量不变质量不变的区别 的区别 闭口系内工质的质量不变 但系统内质量不变 的系统不全是闭口系 如取一段水管为系统 若流入和流出的水的质量相同 系统内质量不变 但在系统的进 出口处有水流进 流 出 所以系统是开口系 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 2 2 开口系与绝热系的关系 开口系与绝热系的关系 开口系开口系强调的是强调的是质量质量是否是否 越过边界越过边界 而绝热系 而绝热系强调是否强调是否 有有热量热量越过边界越过边界 如气流稳定流经刚性绝热喷管 1 若取红线内气体为系统 则系统为闭口系 2 若取喷管为系统 是开口绝热系 虽然流出气体的温度小于 流入气体的温度 由于系统与外界没有热量交换 所以也是绝 热系 t2 有足够时间恢复新平衡有足够时间恢复新平衡 准静态过程准静态过程 Relaxation timeRelaxation time 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 准静态过程的工程应用准静态过程的工程应用 例 活塞式内燃机例 活塞式内燃机 20002000转转 分分 曲柄曲柄 2 2冲程冲程 转 转 0 150 15米米 冲程冲程 活塞运动速度活塞运动速度 20002000 2 2 0 15 60 100 15 60 10 m sm s 压力波恢复平衡速度 声速 压力波恢复平衡速度 声速 350 350 m sm s 破坏平衡所需时间破坏平衡所需时间 外部作用时间 外部作用时间 恢复平衡所需时间恢复平衡所需时间 驰豫时间 驰豫时间 一般的工程过程都可认为是一般的工程过程都可认为是准静态过程准静态过程 具体工程问题具体分析 具体工程问题具体分析 突然突然 缓慢缓慢 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 准静态过程的容积变化功准静态过程的容积变化功 p p外 外 f 初始 初始 p A p外 外 A f A 如果如果 p p外 外微小 微小 可视为准静态过程可视为准静态过程 dl 以汽缸中以汽缸中mkgkg工质为系统 膨胀做功工质为系统 膨胀做功 mkgkg工质发生容积变化对工质发生容积变化对 外界作的功外界作的功 W W p p A A d dl l p pd dV V 1 1kgkg工质工质 w w p pd dv v dl 很小很小 近似认为近似认为 p 不变不变 Moving Boundary WorkMoving Boundary Work 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 准静态过程的容积变化功准静态过程的容积变化功 p p外 外 2 mkg工质工质 W pdV 1kg工质工质 w pdv 1 2 1 WpdV 2 1 wpdv 注意 注意 上式仅适用于上式仅适用于 准静态过程准静态过程 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 示功图示功图indicator p V diagram p V 1 2 p p外 外 2 1 mkg工质 工质 W pdV 2 1 WpdV 1kg工质 工质 w pdv 2 1 wpdv W 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 准静态容积变化功的说明准静态容积变化功的说明 p V 1 2 2 p V 图上用图上用面积面积表示表示 3 功的大小与路径有关 功的大小与路径有关 过程量过程量Path function 4 统一规定 统一规定 dV 0 膨胀 膨胀 对外作功 对外作功 正正 dV 0 压缩 压缩 外内作功 外内作功 负负 5 适于适于准静态下准静态下的的任何任何工质 一般为流体 工质 一般为流体 6 外力无限制 功的表达式只是系统内部参数外力无限制 功的表达式只是系统内部参数 7 有无有无f 只影响系统功与外界功的大小差别 只影响系统功与外界功的大小差别 1 单位为单位为 kJ 或或 kJ kg W w 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 摩擦损失摩擦损失Friction Loss的影响的影响 若有若有f 存在 就存在损失存在 就存在损失 p p外 外 2 1 系统对外作功系统对外作功W 外界得到的功外界得到的功W W 若外界将得到的功若外界将得到的功W 再返还给系统 系统得到的功再返还给系统 系统得到的功 W T2 Q 2 2 节流过程 节流过程 涡流 扰动涡流 扰动 阀门 阀门 p1 p2 p1 p2 Frequently encountered irreversibilities Throttler 3 3 机械摩擦 机械摩擦 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 常见的不可逆过程常见的不可逆过程 5 5 混合过程 混合过程 4 4 自由膨胀 自由膨胀 真空真空 Frequently encountered irreversibilities Unrestrained expansion Mixing process 自发过程都不可逆自发过程都不可逆 自发过程都不可逆自发过程都不可逆 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 引入可逆过程的意义引入可逆过程的意义 准静态过程是实际过程的准静态过程是实际过程的理想化理想化过程 过程 但并非但并非最优最优过程 可逆过程是过程 可逆过程是最优最优过程 过程 可逆过程的功与热可逆过程的功与热完全完全可用可用系统内系统内工质工质 的的状态参数状态参数表达 可不考虑系统与外界表达 可不考虑系统与外界 的复杂关系 易分析 的复杂关系 易分析 实际过程不是可逆过程 但为了研究方实际过程不是可逆过程 但为了研究方 便 先按便 先按理想理想情况 情况 可逆过程可逆过程 处理 处理 用系统参数加以分析 然后考虑不可逆用系统参数加以分析 然后考虑不可逆 因素加以因素加以修正修正 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 完全可逆 内可逆与外可逆完全可逆 内可逆与外可逆 完全可逆完全可逆 可逆可逆 内部可逆 外部不可逆内部可逆 外部不可逆 常见常见 90 0 例 例 内可逆内可逆 外不可逆外不可逆 Totally reversible Internally reversible 外部可逆 内部不可逆外部可逆 内部不可逆 Externally reversible 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 准静态过程准静态过程可以看成哪种可逆过程 可以看成哪种可逆过程 内可逆过程内可逆过程是指在过程进行中 在边界的内部是指在过程进行中 在边界的内部 没有不可逆因素 耗散效应 发生 没有不可逆因素 耗散效应 发生 A process is called internally reversible if no irreversibilities occur within the boundaries of the system during the process During an internally reversible process a system proceeds through a series of equilibrium states and when the process is reversed the system pass through the same equilibrium states while returning to its initial state 内部可逆过程内部可逆过程 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 一 功一 功 work 的定义和可逆过程的功的定义和可逆过程的功 1 功的力学定义 功的力学定义 1 6 功和热量功和热量 锅锅 炉炉 汽轮机汽轮机 发电机发电机 给水泵给水泵 凝凝 汽汽 器器 过热器过热器 The product of a The product of a force and the force and the distance through distance through which this force which this force actsacts 力力 在力方向上的位移在力方向上的位移 ButBut 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 2 功的热力学定义 功的热力学定义 通过边界传递的能量其全部通过边界传递的能量其全部 效果可表现为举起重物 效果可表现为举起重物 I I 当热力系与外界发生能量传递时 如果对外界的唯一效 当热力系与外界发生能量传递时 如果对外界的唯一效 果可归结为果可归结为举起重物举起重物 此即为热力系对外作功 此即为热力系对外作功 Work is done by a system if the sole effect on the surroundings could be the raising of a weight Work is an energy interaction between a system and its surroundings if the energy crossing the boundary of a closed system is not heat it must be work IIII 功是系统与外界相互作用的一种方式 在功是系统与外界相互作用的一种方式 在力力的推动的推动 下 通过有序运动方式传递的能量下 通过有序运动方式传递的能量 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 3 可逆过程功的计算可逆过程功的计算 功的一般表达式功的一般表达式 Fdxw Fdxw 热力学最常见的功热力学最常见的功 容积变化功容积变化功 pdvw pdvw 其他准静态功 其他准静态功 拉伸功 表面张力功 电功拉伸功 表面张力功 电功等等 适用范围适用范围 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 系统对外作功为 系统对外作功为 外界对系统作功为 外界对系统作功为 5 功和功率的单位 功和功率的单位 JkJ或 J sW kJ skW 附 附 1kWh3600kJ 4 功的符号约定 功的符号约定 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 例题1 2 某种气体工质从状态1可逆膨胀到状态2 若过程分别为 1 工质的压力服从p a bV 其中a b为常数 2 工质的pV保持不变 为p1V1 试分别求两过程中气体的 膨胀功 解 解 2 1 2 1 2 212 2 1 2 1 21 VVbVVadVbVapdVW 1 ln ln 1 1211 2 1 11 2 1 11 2 1 21 VVVpdV V VpdV V Vp pdVW 2 1 2 11 ln V V Vp 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 例题1 3 设气缸中气体压力为4MPa 由容积为500cm3膨胀至1000cm3 若气体状 态的变化过程为 1 压力保持不变 2 压力和容积的函数关系保持不变pV p1V1 试求这两种过程中气体所作的功 并利用p V图进行比较 解 解 1 1 Pap 6 1 104 34 1 105mV 33 2 101mV JVVpW2000 10510 104 436 12 2 2 J V V VpdV V Vp W1386 105 10 ln105104ln 4 3 46 1 2 11 2 1 11 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 例1 4 体积为2m3的储气罐中的压缩空气给气球充气 开始时气球完全 没有气体 忽略内部容积 不考虑气球的弹力 充气过程中 空气温度不变 大气压力为0 9 105Pa 为使气球充到 VB 2m3 求罐内气体最低初始压力及气体所作的功 TmRVp g 11 TmRVp g 22 Pa V Vp p 5 5 1 22 1 108 1 2 4109 0 解 解 1 1 2 2 JVVpW 55 120 108 1 24 109 0 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 三 热量 三 热量 heat Heat is defined as the form of energy that is transferred between two systems or its surroundings by virtue of a temperature difference 热量定义 热量是热力系与外界相互作用的另一种热量定义 热量是热力系与外界相互作用的另一种 方式 在方式 在温度温度的推动下 以微观的推动下 以微观无序无序运动方式传递运动方式传递 的能量 的能量 热量是否可以用类似于功的式子热量是否可以用类似于功的式子 表示表示 引入引入 熵熵 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 热量与容积变化功热量与容积变化功 能量传递方式能量传递方式 容积变化功容积变化功 传热量传热量 性质性质 过程量过程量 过程量过程量 推动力推动力 压力压力 p p 温度温度 T T 标志标志 d dV V d dv v d dS S d ds s 公式公式 条件条件 准静态或可逆准静态或可逆 可逆可逆 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 熵 熵 Entropy 的定义的定义 reversible 比参数 kJ kg K ds 可逆过程 qrev除以传热时的T所得的商 清华大学刘仙洲教授命名为 熵 广延量 kJ K 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 熵的说明熵的说明 1 熵熵是状态参数状态参数 3 熵熵的物理意义 熵熵体现了可逆过程 传热的大小大小与方向方向 2 符号规定 系统吸热吸热时为正正 Q 0 dS 0 系统放热放热时为负负 Q 0 dS 0 4 用途 用途 判断热量方向 计算可逆过程的传热量 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 Entropy in Daily life Entropy can be viewed as a measure of disorder or disorganization in a system 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 四 四 热量与功的异同 热量与功的异同 Heat and work 5 功传递由功传递由压力差压力差推动 推动 比体积变化比体积变化是作功标志 是作功标志 热量传递由热量传递由温差温差推动 推动 比熵变化比熵变化是传热的标志 是传热的标志 6 功是物系间通过功是物系间通过宏观运动宏观运动发生相互作用传递的能量 发生相互作用传递的能量 热是物系间通过热是物系间通过紊乱的微粒运动紊乱的微粒运动发生相互作用而传递的发生相互作用而传递的 能量 能量 功功 热是无条件的 热是无条件的 热热 功是有条件 限度的 功是有条件 限度的 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 示功图与示热图示功图与示热图 p V W T S Q 示功图示功图 温熵温熵 示热示热 图图 工程热力学 2009 10 Henan Polytechnic University 王 华 要实现要实现连续连续作功 必须构成作功 必须构成循环循环 一 定义 一 定义 热力系统经过一系列变化回到初态 这一系列变热力系统经过一系列变化回到初态 这一系列变 化过程称为化过程称为热力循环热力循环 A system is said to have undergone a A system is said to have undergone