项目一概念及基本定律.ppt

项目一热能转换的基本概念和基本定律 基本概念热力学第一定律 第二定律 LOGO 1 1热能转换的基本概念 一 热力系 状态及状态参数1 热力系与工质热力系 人为分割出来 研究对象 能用热力学参数来描述的系统 热力系统选取的人为性 锅炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝汽器 过热器 只交换功 只交换热 既交换功也交换热 边界特性 固定 活动 真实 虚构 边界划分的不同 研究对象就不同 系统就不同 解决问题的繁简程度不同 开口系统 系统与外界有物质交换 系统被划定在一定容积范围内 也称控制容积 闭口系统 系统与外界无物质交换 系统内质量恒定不变 也称控制质量 绝热系统 系统与外界无热量交换 孤立系统 系统与外界既无能量交换 也无物质交换 分类 1 开口系 例如 非孤立系 相关外界 孤立系 1 2 闭口系 1 2 3 绝热闭口系 1 2 3 4 孤立系 热力系统其它分类方式 其它分类方式 物理化学性质 均匀系非均匀系 工质种类 多元系 单元系 相态 多相 单相 热力系统其它分类方式 工质 实现热能向机械能转化的媒介物质 内燃机 汽油机 工作物质 燃气 能量转换 2 平衡状态热力学状态 工质在热力变化过程中某一瞬间呈现出来的宏观物理状况 简称状态 平衡状态 在没有外界影响的条件下 热力系的宏观性质不随时间变化的状态 系统内部及系统与外界之间的一切不平衡势差 力差 温差 化学势差 消失是系统实现热力平衡状态的充要条件 实现平衡的充要条件 热平衡 组成热力系统的各部分之间没有热量的传递力平衡 组成热力系统的各部分之间没有相对位移 热力平衡状态满足 此外还有化学平衡 相平衡等 自然界的物质实际上都处于非平衡状态 平衡只是一种极限的理想状态工程热力学通常只研究平衡状态 3 基本状态参数状态参数 描述热力系状态的宏观物理量状态参数的特征 状态确定 则状态参数也确定 反之亦然 状态参数的变化量与路径无关 只与初终态有关 状态参数的循环积分等于零 状态参数是全微分 基本状态参数 压力p 温度T 比容v 可直接测量 比体积 单位 kg m3 单位 m3 kg 密度 v与 互成倒数 即 v 1 压力压力计 测量工质压力的仪器 常见的压力计有压力表和U型管 由于压力计的测压元件处于某种环境压力的作用下 因此压力计所测得的压力是工质的真实压力p 或称绝对压力 与环境压力pb之差 叫做表压力pe或真空度pv 绝对压力 表压力 真空度及大气压力之间的关系 压力的单位国际标准单位 帕斯卡 简称帕 符号 Pa1Pa 1N m2 标准大气压 atm 也称物理大气压 巴 bar 工程大气压 at 毫米汞柱 mmHg 毫米水柱 mmH2O 工程单位 各压力单位之间的换算关系 温度传统 温度是表征物体冷热程度的物理量微观 衡量分子平均动能的量度 表征物质分子运动的激烈程度 BT 0 5mw20 5mw2是分子平移运动的平均动能 热力学第零定律 如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡 则两个系统彼此必然处于热平衡 是测量温度的理论基础 3 常用温标 温度的数值标尺 称作温标 开尔文K 摄氏 100 373 15 0 01 273 16 0 273 15 17 8 0 273 15 37 8 冰熔点 水三相点 水沸点 热力学温标 选取水的三相点为基本点 并定义为273 16K热力学摄氏温标t T 273 15T t 273 15 坐标图 简单可压缩系N 2 平面坐标图 p v 1 系统任何平衡态可表示在坐标图上 说明 2 任意一点为平衡态 3 不平衡态无法在图上表示 常见p v图和T s图 4 状态方程式 状态方程 基本参数 p v T 之间的关系 二 热力过程 热量和功量1 热力过程 使用规范说明 配色方案修改 配色方案在 格式 幻灯片设计 配色方案 编辑配色方案 下调整 LOGO的添加 Logo添加修改在 视图 母版 幻灯