工程热力学总结.pptx

工程热力学总结,辛成运,1系统闭口系、开口系、绝热系统孤立系统、简单可压缩系统2状态参数特征、重要的状态参数3平衡状态特征、状态公理、状态参数坐标图4准静与可逆5功、热、熵,一、基本概念,1闭口系系统能量方程2开口系稳态能量方程3几种功的关系4开口系稳定流动能量方程的应用,二、热力学第一定律,4,闭口系统能量方程,W,Q,一般式,Q=dU+WQ=U+W,q=du+wq=u+w,单位工质,适用条件：1）任何工质2)任何过程,5,准静态和可逆闭口系能量方程,简单可压缩系准静态过程,w=pdv,简单可压缩系可逆过程,q=Tds,q=du+pdv,q=u+pdv,Tds=du+pdv,Tds=u+pdv,热力学恒等式,6,稳定流动能量方程,适用条件：,任何流动工质,任何稳定流动过程,7,技术功,动能,工程技术上可以直接利用,轴功,机械能,位能,8,单位质量工质的开口与闭口,ws,q,稳流开口系,闭口系(1kg),容积变化功,等价,技术功,9,稳流开口与闭口的能量方程,容积变化功w,技术功wt,闭口,稳流开口,等价,轴功ws,推进功(pv),几种功的关系？,10,几种功的关系,w,wt,(pv),c2/2,ws,gz,做功的根源,ws,11,绝热节流,绝热节流过程，前后h不变，但h不是处处相等,没有作功部件,绝热,1理想气体状态方程、过程方程2理想气体的比热容、熵、焓、内能(热力学能）3绝热过程、多变过程以及功、热4图5压气机,三、理想气体的性质与过程,13,不同物量下理想气体的状态方程式,mkg理想气体,1kg理想气体,nkmol理想气体,1kmol理想气体,14,焓值h=u+pv，对于理想气体h=u+RT，可见焓与压力无关，理想气体的焓也是温度的单值函数：,对于理想气体，cp、cV是温度的单值函数，因此它们也是状态参数。,对于理想气体，其分子间无作用力，不存在势能，内能只包括取决于温度的分子动能，与比容无关，理想气体的内能是温度的单值函数：,15,比热容比：,对于理想气体，比热容比等于绝热指数。,16,按定比热容计算：,17,理想气体s的过程方程,18,(1)当n=0,(2)当n=1,多变过程与基本过程的关系,(3)当n=k,(4)当n=,p,T,s,v,n,p,T,s,v,19,理想气体的p-v,T-s图,s,T,v,p,p,p,s,v,v,T,T,s,s,2020/6/1,20,三种压气过程功的计算,最小,重要启示,2020/6/1,21,最佳增压比的推导,省功,欲求w分级最小值，,1两种表述2卡诺定理3克劳修斯不等式4孤立系统熵增原理,四、热力学第二定律,23,热二律的表述与实质,热功转换传热,1851年开尔文普朗克表述热功转换的角度,1850年克劳修斯表述热量传递的角度,24,卡诺循环理想可逆热机循环,卡诺循环示意图,4-1绝热压缩过程，对内作功,1-2定温吸热过程，q1=T1(s2-s1),2-3绝热膨胀过程，对外作功,3-4定温放热过程，q2=T2(s2-s1),25,卡诺循环热机效率,卡诺循环热机效率,q1,q2,w,26,熵的导出,定义：熵,克劳修斯不等式,可逆过程，代表某一状态函数。,=可逆循环不可逆循环,比熵,27,克劳修斯不等式例题,A热机是否能实现,1000K,300K,A,2000kJ,800kJ,1200kJ,可能,如果：W=1500kJ,1500kJ,不可能,500kJ,熵增