工程热力学课件546

绪论工程热力学——是重要的技术基础课（能源类：专业基础课）

是一门研究热能有效利用及热能与其它形式能量转换规律的科学。1能量的主要形式:机械能:物体的动能与势能；热能：物质分子热运动动能与位能之和，即不涉及化学变化和核反应的热力学能，也称内热能；电能：与电荷的运动和积蓄有关的能量；化学能：通过化学反应释放的能量；核能：通过核反应释放的能量；辐射能：物体以电磁波的形式发射的能量。1热能及其应用21热能及其应用3有序能（转换效率高、品味高）：宏观动能、位能、机械能、电能等。如水力可直接转变成机械能或电能，中间环节少，转换效率高，其品位就高；化石燃料需先经热转换再转换成机械能或电能，中间环节多，转换效率低，其品位则低。能量还可分为无序能（低级能或低品位能）和有序能（高级能或高品位能）。

无序能（转换效率低、品味低）：热能、生物质能、化学能、核能、地热能、太阳能等。1热能及其应用——能源转换利用关系风能水能化学能核能地热能太阳能一次能源（天然存在）热能机械能电能二次能源转换水轮机水车燃烧裂变聚变供热光热风车发电机电动机燃料电池热机（90%）直接利用光电转换生物质4风力发电5风能水能化学能核能地热能太阳能一次能源（天然存在）热能机械能电能二次能源转换水轮机水车燃烧裂变聚变供热光热风车发电机电动机燃料电池热机（90%）直接利用光电转换生物质6水力发电7风能水能化学能核能地热能太阳能一次能源（天然存在）热能机械能电能二次能源转换水轮机水车燃烧裂变聚变供热光热风车发电机电动机燃料电池热机（90%）直接利用光电转换生物质8火力发电9机动车10火车11轮船12飞机13航天14燃料电池15

风能水能化学能核能地热能太阳能一次能源（天然存在）热能机械能电能二次能源转换水轮机水车燃烧裂变聚变供热光热风车发电机电动机燃料电池热机（90%）直接利用光电转换生物质16秦山核电站17核潜艇18风能水能化学能核能地热能太阳能一次能源（天然存在）热能机械能电能二次能源转换水轮机水车燃烧裂变聚变供热光热风车发电机电动机燃料电池热机（90%）直接利用光电转换生物质19地热利用有：蒸汽型资源（过热蒸汽）、热水型资源（＞150℃，90-150℃，＜90℃）20风能水能化学能核能地热能太阳能一次能源（天然存在）热能机械能电能二次能源转换水轮机水车燃烧裂变聚变供热光热风车发电机电动机燃料电池热机（90%）直接利用光电转换生物质21太阳能热直接利用22太阳能热发电23太阳能光电转换24生物质能利用直接燃烧压缩成型后燃烧制成可燃气体制成生物油制成乙醇25（1）直接利用：加热或制冷，例采暖，冶炼，需加热设备等。热能利用热能利用的实质是能量的转换和传递。（2）间接利用：将热能转化为机械能或电能，需热机才能实现。262热力学发展简史（1）热力学是研究能量、能量转换及其与物质性质之间关系的普遍学说。（2）原始人学会取火和用火，是人类发掘利用热能的第一步，但这并不是热力学的开始。（3）在人类历史上，水力的利用曾长期占据统治地位。（4）1784年，瓦特对原始蒸汽机进行改造，增加了曲轴、进汽阀、排汽阀。瓦特的发明引发了产业革命。

蒸汽机运用到航海以后，由于船上储煤空间宝贵，促使人们对如何提高蒸汽机的工作效率、节约用煤问题进行了系统的研究，并在十九世纪中叶开始形成“热力学”这门学科，和“电磁学”一道从牛顿力学上分枝出来。27（5）热力学第一、二定律的出现标志着热力学的建立a）到十九世纪中叶，焦耳（J.P.Joule.1818-1889)前后用了20多年时间，做过多种多样的实验，测定了热功当量。1850年当焦耳写出第一篇总结论文时，他的各种精确的实验结果的一致性，已经给出了能量守恒定律的实验基础。b）1824年，卡诺提出了卡诺循环和卡诺定理，发现了热能转变为机械能的根本条件，即必须有温度不同的热源和冷源，这从本质上说明了热力学第二定律。在卡诺研究的基础上，1850~1851年间，克劳修斯和开尔文先后提出了热力学第二定律。开尔文在1848年根据卡诺定理制定了“热力学温标”，克劳修斯在1850年根据卡诺定理提出了“熵”。28（6）1906年，能斯特根据低温下化学反应的大量实验事实归纳出了新的规律，并于1912年将之表述为绝对零度不能达到，即热力学第三定律。热力学第三定律的建立，使经典热力学理论更加完善。（7）热力学的建立与理论研究上的成就反过来又促进了热动力机的不断改进与发展。

早期蒸汽机的热效率只有1%~2%，目前蒸汽电站的热效率达40%，燃气蒸汽联合循环的热效率已接近60%。十九世纪末，发明了高参数、高效率、大功率汽轮机和重量轻、热效率高、能移动内燃机。近几十年来，燃气轮机已发展并改进成为适合实际应用的一种重要的热动力设备：军舰、喷气式飞机、燃机电站。293工程热力学的研究内容与研究方法（1）研究内容:

主要研究热能和机械能之间相互转换的规律及提高能量转换经济性的途径和技术措施。热能→机械能:动力装置(蒸汽轮机、燃气轮机、内燃机、原子能动力装置等)机械能→热能:制冷、热泵、空气分离装置等302.各种热力过程的分析、计算3.部分典型热工设备的工作原理、热力过程分析及计算。31（2）研究方法:a）

宏观方法（经典热力学）：研究对象看作连续体，用宏观物理量描述其状态，其基本规律是无数经验的总结。

特点：可靠，普遍，不能任意推广

b）

微观方法（微观（统计）热力学）：从微观粒子的运动及相互作用角度研究热现象及规律。

特点：揭示本质，模型近似

32工程热力学所属学科工程热物理学科

工程热力学传热学流体力学燃烧学热物性学33热力学的分类热力学

工程热力学：热能与机械能的转换物理热力学化学热力学生物热力学溶液热力学344工程热力学与中国能源战略及环保

工程热力学：是一门研究热能有效利用及热能与其它形式能量转换规律的科学。是节能的理论基础35世界矿物能源的储备石油20年天然气

50年煤碳70年36世界能源需求37标准煤是指热值为7000千卡/千克(公斤)的煤炭。它是标准能源的一种表示方法。中国能源形势严峻—资源匮乏中国人均能源资源与世界平均水平相比：只有世界平均水平的一半！38中国能源形势严峻—资源匮乏中国能源结构39中国能源形势严峻—利用率低上海某发电厂276.02克/度2013.0840中国能源形势严峻—利用率低中国和日本工业能耗比较41中国能源形势严峻—利用率低◆能源利用效率33.4%（世界平均43%，发到国家52-55%）◆占工业能耗73%的8个行业33种产品单位能耗平均比世界先进水平多47%（比先进水平多耗用能2.3亿吨标准煤/年）[标准煤是指热值为7000千卡/千克(公斤)的煤炭。它是标准能源的一种表示方法]◆交通能耗比发达国家多20%以上。42环境污染现状中国能源形势严峻—污染问题43能源危机涨中国能源形势—需要进口44中国能源形势工业、农业、国防军事及国家经济发展都离不开能源。能源事关国家战略安全，经济社会可持续发展！45节能节能与可持续发展一直都是我国的基本国策。开发与节能并重节能任重而道远，是我们每个人的责任46我国能源科技发展重点能源科技加强节能提高能效以煤为主、积极发展核能等多元化能源可再生能源及氢能利用发展节能和提高能效技术煤炭合理高效经济清洁技术保障石油安全技术支撑体系先进核能技术大型水电工程技术研究开发先进可靠的电力输配系统可再生能源规模化利用技术氢能与燃料电池技术47中国2050年总能源规划可再生能源占到约36%48既要金山银山，又要青山绿水。节能环保，从你我做起！495学习工程热力学的重要意义1）是一门重要的专业基础课，是众多院校研究生入学的考试科目。2）应用广泛：电厂热能动力工程、建筑环境与设备工程（暖通、空调）、化工、汽车、火箭、核电站等。3）能解决很多专业方面的问题和日常生活方面的问题。50第一章基本概念及定义1-1热能转换装置工作过程简介风能水能化学能核能地热能太阳能一次能源（天然存在）热能机械能电能二次能源转换水轮机水车燃烧裂变聚变供热光热风车发电机电动机燃料电池

热机（90%）直接利用光电转换生物质51热机种类能量利用率发电（蒸汽动力装置）（火力、核能）40%车辆发动机（内燃机）25~35%轮船发动机（燃气轮机）25~35%航空发动机（喷气发动机）制冷空调(非热机，同理）（热机动力循环的反循环）

20~30%>200%1

热能动力装置（热机）从燃料燃烧中获得热能并利用热能得到动力的整套设备（即将热能转换为机械能的设备）52火电厂外貌图5354火力发电流程图火力发电装置基本特点锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器

1-1热能转换装置工作过程简介551、热源，冷源2、工质（水、蒸汽）3、膨胀做功4、循环(加压、加热、膨胀做功、放热)56燃气轮机——涡轮风扇发动机燃气动力装置基本特点压气机燃气轮机燃烧室空气废气1-1热能转换装置工作过程简介571、热源，冷源2、工质（燃气）3、膨胀做功4、循环(加压、加热、膨胀做功、放热)内燃机58内燃机装置空气、油废气吸气压缩点火膨胀排气1-1热能转换装置工作过程简介59内燃机装置基本特点1-1热能转换装置工作工程简介601、热源，冷源2、工质（燃气）3、膨胀做功4、循环(加压、加热、膨胀做功、放热)611-1热能转换装置工作过程简介制冷空调装置流程制冷空调装置基本特点4、循环(加压、放热、膨胀、吸热)1-1热能转换装置工作过程简介制冷剂蒸汽过热蒸汽过冷液体压力降低两相流621、热源，冷源2、工质（制冷剂）3、外界对其做功（得到容积变化功）热力装置共同基本特点1-1热能转换装置工作过程简介63（1）热源，冷源（2）工质（3）容积变化功（4）循环

工质实现热能和机械能相互转化的媒介物质。对工质的要求:物质三态中气态最适宜。（1）膨胀性（2）流动性（3）热容量（4）稳定性，安全性（5）对环境友善（6）价廉，易大量获取1-1热能转换装置工作过程简介64

热源工质从中吸取或向之排出热能的物质系统。恒温热源变温热源1-1热能转换装置工作过程简介65高温热源—热源低温热源—冷源动力循环简图及评价指标高温热源低温热源热机WQ1Q2热效率6667下列能量属于无序能的是（）水能高速行驶汽车的机械能热能电能ABCD提交单选题1分工程热力学主要研究热能和机械能之间的相互转换规律（）正确错误AB提交单选题1分下列哪种气体是温室气体（）水蒸气氮气氢气二氧化碳ABCD提交单选题1分以下关于热机的说法错误的是（）从燃料燃烧中获得热能并利用热能得到动力的整套设备是热机。热机工作需要热源。热机动力循环的工作介质（工质）可以是液体或固体燃料。热机可以向外界提供动力。ABCD提交单选题1分由于制冷过程也需要工质，因此制冷装置可以向外界提供动力（）错误正确AB提交单选题1分思考题72热力系统(热力系、系统)：人为规定的研究对象。1系统外界：系统以外的所有物质。边界(界面)：系统与外界的分界面。系统与外界的作用都通过边界。73第一章基本概念及定义1-2热力系统1-2热力系统真实、虚构固定、活动边界可以是假想的，也可以是实际存在的，可以是固定的，也可以是移动的。通常用虚线标出。741-2热力系统系统的类型按系统与外界交换的形式分类系统与外界有三种相互作用形式：质、功、热是否传质是否传热是否传功是否传热、质、功闭口系统否是是---开口系统是是是是绝热闭口系否否是---绝热开口系是否是---孤立系统否否否否751-2热力系统QQm（1）（2）761-2热力系统1234mQW1

开口系（3）1+2

闭口系1+2+3

绝热闭口系1+2+3+4

孤立系77热力系统其它分类方式物理化学性质和成分

均匀系非均匀系工质种类多元系（如，氮气、水和冰混合物为二元系统）单元系物理化学性质多相（如，固、液、气三相）单相1-2热力系统78物理化学性质都均匀一致的部分称为一相。单一物相组成的系统。一种化学成分组成的系统（纯水、纯氧、纯氮）成分和相在整个系统空间呈均匀分布。空气不发生相变时为纯物质1-2热力系统简单可压缩系统只交换热量和一种准静态的容积变化功容积变化功压缩功、膨胀功由可压缩物质组成，无化学反应、与外界有交换容积变化功的有限物质系统。791-3工质的热力学状态及其基本状态参数热力状态（状态）：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况。状态参数：描述热力系状态的物理量，如温度、压力等。状态参数的特征：1、状态确定，则状态参数也确定，反之亦然；2、状态参数的积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只与初终态有关。1状态与状态参数12ab801-3工质的热力学状态及其基本状态参数2基本状态参数热力学中常用的状态参数有压力、温度、比体积、比热力学能、比焓、比熵等，其中可以直接测量的状态参数如压力、温度、比体积，称为基本状态参数。

温度是反映物体冷热程度的物理量。温度的高低反映物体内部微观粒子热运动的强弱。（1）

温度

①

热平衡定律(热力学第零定律)两个系统分别与第三个系统处于热平衡,这两个系统彼此之间必定处于热平衡。811-3工质的热力学状态及其基本状态参数温度相等热平衡②

热力学温标（绝对温标）

英国物理学家开尔文（Kelvin)在热力学第二定律基础上建立，也称开尔文温标。用符号T表示，单位为K（开）。

热力学温标取水的三相点为基准点，并定义其温度为273.16K。温差1K相当于水的三相点温度的1/273.16.。821-3工质的热力学状态及其基本状态参数

热力学温标与摄氏温标的关系：温差:1K=1℃t=T–273.15K温度的测量日常：水银温度计，酒精温度计，工业：热电偶热电阻辐射温度计计量：铂电阻温度计831-3工质的热力学状态及其基本状态参数（2）压力

单位面积上所受到的垂直作用力（即压强）。单位:Pa（帕），1Pa=1N/m2，1MPa=103kPa=106Pa常用压力单位：1bar（巴）=105Pa1atm（标准大气压）=1.013

105Pa1at（工程大气压）=0.981

105Pa1mmH2O（毫米水柱）=9.81Pa1mmHg（毫米汞柱）=133.3Pa841-3工质的热力学状态及其基本状态参数压力测量：绝对压力p、大气压力pb、表压力pe、真空度pv

只有绝对压力p才是状态参数。851-3工质的热力学状态及其基本状态参数（3）

比体积及密度比体积：单位质量的工质所占有的体积，用符号v表示.单位：m3/kg。密度：单位体积工质的质量，用符号

表示。单位为kg/m3

。

比体积和密度二者相关，通常以比体积作为状态参数。861-4平衡状态、状态方程式、坐标图1

平衡状态

在没有外界作用的情况下，系统的宏观性质不随时间而变化的状态称为平衡状态。

系统内部不存在热量传递，即各处的温度均匀一致的状态称为热平衡状态。系统实现平衡态的条件在不发生化学反应的系统内,如同时满足力学平衡条件和热平衡条件,则系统处于热力学平衡态。87稳定不一定平衡，但平衡一定稳定。稳定但存在不平衡势差去掉外界影响，则状态变化平衡不一定均匀，单相平衡态则一定是均匀的平衡：时间上均匀：空间上1-4平衡状态、状态方程式、坐标图881-4平衡状态、状态方程式、坐标图为什么引入平衡概念？如果系统平衡，可用一组确切的参数（压力、温度、比体积）描述。但平衡状态中没有能量交换能量交换状态变化破坏平衡如何描述891-4平衡状态、状态方程式、坐标图

对于和外界只有热量和体积变化功（膨胀功或压缩功）的简单可压缩系统，只需两个独立的参数（如p、v；p、T或v、T）便可确定它的平衡状态。2状态方程式表示状态参数之间关系的方程式称为状态方程式。如：状态方程的具体形式取决于工质的性质

理想气体90R-摩尔气体常数（与状态和气体性质无关）8.314J/(mol·K)Rg=R/M（气体常数，只与气体种类有关，与气体所处状态无关）1-4平衡状态、状态方程式、坐标图3状态参数坐标图

以独立状态参数为坐标的坐标图。1）系统任何平衡态可表示在坐标图上2）过程线中任意一点为平衡态3）不平衡态无法在图上表示常见p-v图和T-s图pv1p1v1OTs2T2s2O911-5工质的状态变化过程热力过程：系统由一个状态到达另一个状态的变化过程。热力学引入准静态（准平衡）过程非平衡状态无法简单描述平衡状态状态不变化能量不能转换92931-5工质的状态变化过程2准平衡过程（准静态过程）由一系列平衡状态所组成的过程。所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。由无限小势差推动无限缓慢的理想过程。实现条件：破坏平衡所需时间（外部作用时间）>>

恢复平衡所需时间（驰豫时间），即有足够时间恢复新平衡

准静态过程思考：理论上准静态应无限缓慢，工程上怎样处理？94

在状态参数坐标图上，准平衡过程可以近似地用连续的实线表示。3可逆过程

如果系统完成了某一过程之后，再沿着原路逆行而回复到原来的状态，外界也随之回复到原来的状态，而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。否则就是不可逆过程。可逆过程的条件：准平衡过程＋无耗散效应。1-5工质的状态变化过程95可逆过程必定是准静态过程，准静态过程不一定可逆。无任何不可逆因素的准静态过程为可逆过程。1-5工质的状态变化过程961-6过程功与热量1功量与示功图(1)

过程功热力系统通过边界而传递的能量，且全部效果可表现为举起重物。J或kJ97

单位质量工质所作的膨胀功用符号w

表示，

单位为J/kg或kJ/kg。

对于微元可逆过程，如1~21-6过程功与热量(2)

可逆过程功981-6过程功与热量（3）示功图（p-v图）功是过程量而不是状态量。w的大小可以p-v图上的过程曲线下面的面积来表示。膨胀：dv>0,w>0压缩：dv<

0,w<0规定：系统对外界作功“＋”，外界对系统作功“－”膨胀功和压缩功是通过工质体积的变化而与外界交换的功，称为体积变化功（容积功）。991-6过程功与热量（4）有用功膨胀功W耗散功W1反抗大气做功Wr有用功（可被利用的功）Wu大气压为定值时：可逆过程：1001-6过程功与热量2热量与示热图（1）热量

系统与外界之间依靠温差传递的能量。符号：Q

；单位：J

或kJ。

单位质量工质所传递的热量用q表示，单位为J/kg

或kJ/kg。

热量正负的规定：系统吸热为“+”；系统放热为“-”。

热量和功量都是系统与外界在相互作用的过程中所传递的能量，都是过程量而不是状态量。1011-6过程功与热量对于可逆过程：s称为比熵。比熵同比体积v一样是工质的状态参数。思考：热量是否可以用类似于功的式子表示？引入“熵（S）”，定义：对于单位质量工质可逆过程102熵参数可从热力学理论的数学分析中导出，工质的熵变等于可逆吸热或放热时的传热量与热源温度的比值1-6过程功与热量

根据熵的变化判断一个可逆过程中系统与外界之间热量交换的方向：系统吸热系统放热系统绝热，定熵过程。103（2）示热图

在可逆过程中单位质量工质与外界交换的热量可以用T-s

图（温熵图）上过程曲线下的面积来表示。温熵图也称示热图1-6过程功与热量1041-7热力循环要实现连续作功，必须构成循环。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热力循环。循环由过程构成可逆过程不可逆不可逆循环循环可逆循环pv1234T1234s1051-7热力循环正循环净效应：对外作功净效应：吸热顺时针方向pv21Ts12动力循环1061-7热力循环逆循环净效应：对内作功（消耗功）净效应：放热逆时针方向pv21Ts12制冷循环1071-7热力循环热力循环的评价指标正循环：净效应（对外作功，吸热）WT1Q1Q2T2动力循环：热效率108热力循环的评价指标逆循环：净效应（对内作功，放热）制冷循环：制冷系数WT0Q1Q2T2制热循环：制热系数1-7热力循环109本章例题1定质量系统一定是闭口系统。判断题：2孤立系的热力状态不能发生变化。

3可逆过程可表述为“无耗散的准静态过程”。4热力系统的状态长时间保持不变，则为平衡状态。5容器中气体的压力没有变化，则安装在容器上的压

力表读数也不变。6膨胀功是简单可压缩系热变功的源泉。110本章例题选择题：1下列关于热力系统说法错误的是：A热力系统是人为选取的有限物质系统

B热力系统以外的物质称为外界C边界面的选取必须是真实的

D系统通过边界与外界进行物质和能量的交换2热力学平衡态是指系统同时处于

平衡和

平衡。

A质量/压力

B温度/质量

C压力/质量

D温度/压力

1113在工程热力学计算中使用的压力是

A

大气压力

B

表压力

C

真空压力

D

绝对压力

4从绝对真空算起的压力为：

A

表压力

B

绝对压力

C

真空度

D

标准压力

5下列

不是状态参数

A

绝对压力

B

表压力

C

比体积

D

热力学能112本章例题1什么是热力过程？引入准平衡过程和可逆过程的意义？准平衡过程和可逆过程的实现条件是什么？问答题：2经历一个不可逆过程后，系统能否恢复到原来状态？包括系统和外界的整个系统能否恢复到原来状态？113本章例题如图所示容器为刚性绝热容器，抽去隔板，重又平衡，

该过程是否为准平衡过程？逐个抽去隔板，又如何？114本章小结1、理解各基本概念：热力系、平衡态、准静态过程、可逆过程、过程量、状态量、状态参数、功量、热量、熵、

p-v图、T-s图、循环；2、会进行可逆过程功量的计算。115热力系统(热力系、系统)：被人为分离出来作为热力学分析对象的有限物质系统。1系统外界：与热力系统有相互作用的周围物体。边界(界面)：系统与外界的分界面。系统与外界的作用都通过边界。116第一章基本概念及定义1-2热力系统1-2热力系统真实、虚构固定、活动边界可以是假想的，也可以是实际存在的，可以是固定的，也可以是移动的。通常用虚线标出。1171-2热力系统系统的类型按系统与外界交换的形式分类系统与外界有三种相互作用形式：质、功、热118闭口系统：系统与外界只有能量交换无物质交换。开口系统：系统与外界有能量交换和物质交换。绝热系统：系统与外界无热量交换。孤立系统：系统与外界无能量交换和无物质交换。1-2热力系统QQm（1）（2）1191-2热力系统1234mQW1

开口系（3）1+2

闭口系1+2+3

绝热闭口系1+2+3+4

孤立系120热力系统其它分类方式物理化学性质和成分

均匀系非均匀系工质种类多元系（如，氮气、水和冰混合物为二元系统）单元系物理化学性质多相（如，固、液、气三相）单相1-2热力系统121物理化学性质都均匀一致的部分称为一相。单一物相组成的系统。一种化学成分组成的系统（纯水、纯氧、纯氮）成分和相在整个系统空间呈均匀分布。空气不发生相变时为纯物质1-2热力系统简单可压缩系统由可压缩物质组成，无化学反应、与外界有交换容积变化功的有限物质系统。[热力系统若与外界的可逆功交换只有体积变化功（膨胀功或压缩功）一种形式，这种系统称为简单可压缩系]122工程热力学中讨论的大部分系统均是简单可压缩系，描述简单可压缩系的独立状态参数只需两个。1-3工质的热力学状态及其基本状态参数工质在热力变化过程中的某一瞬间所呈现的宏观物理状况——工质的热力学状态（状态）。描述工质所处宏观物理状况的物理量——状态参数1状态与状态参数123状态参数的特征：1、单值性，一一对应关系；2、状态参数的变化量与路径无关，只与初终态有关。1-3工质的热力学状态及其基本状态参数2基本状态参数热力学中常用的状态参数有压力(p)、温度(T)、体积(V)、热力学能(U)、焓(H)、熵(S)等，其中可以直接测量的状态参数如压力、温度、体积，称为基本状态参数。124与系统质量的多少无关的参数——强度量，如P，T与系统质量成正比，具有可加性的参数——广延量，如V，U，H，S焓（H）——热力学中表征物质系统能量的一个重要状态参量。熵（S）——热力学中表征物质状态的参量之一，其物理意义是体系混乱程度的度量。1-3工质的热力学状态及其基本状态参数

温度是反映物体冷热程度的物理量。温度的高低反映物体内部微观粒子热运动的强弱。（1）

温度

热平衡定律(热力学第零定律)两个系统分别与第三个系统处于热平衡,这两个系统彼此之间必定处于热平衡。125温度相等热平衡1-3工质的热力学状态及其基本状态参数

热力学温标与摄氏温标的关系：温差:1K=1℃t=T–273.15K温度的测量日常：水银温度计，酒精温度计，工业：热电偶热电阻辐射温度计计量：铂电阻温度计126工程计算上T=t+273K1-3工质的热力学状态及其基本状态参数（2）压力

单位面积上所受到的垂直作用力（即压强）。单位:Pa（帕），1Pa=1N/m2，1MPa=103kPa=106Pa常用压力单位：1bar（巴）=105Pa1atm（标准大气压）=1.013

105Pa1at（工程大气压）=0.981

105Pa1mmH2O（毫米水柱）=9.81Pa1mmHg（毫米汞柱）=133.3Pa1271-3工质的热力学状态及其基本状态参数压力测量：绝对压力p、大气压力pb、表压力pe、真空度pv

只有绝对压力p才是状态参数。1281-3工质的热力学状态及其基本状态参数（3）

比体积及密度比体积：单位质量的工质所占有的体积，用符号v表示.单位：m3/kg。密度：单位体积工质的质量，用符号

表示。单位为kg/m3

。

比体积和密度二者相关，通常以比体积作为状态参数。1291-4平衡状态、状态方程式、坐标图1

平衡状态

在没有外界作用的情况下，系统的宏观性质不随时间而变化的状态称为平衡状态。系统实现平衡态的条件在不发生化学反应的系统内,如同时满足力学平衡条件和热平衡条件,则系统处于热力学平衡态。130为什么引入平衡概念？如果系统平衡，可用一组确切的参数（压力、温度、比体积）描述。如何描述平衡状态呢？

系统内部不存在热量传递，即各处的温度均匀一致的状态称为热平衡状态。1311-4平衡状态、状态方程式、坐标图

对于简单可压缩系统，只需两个独立的参数（如p、v；p、T或v、T）便可确定它的平衡状态。2状态方程式表示状态参数之间关系的方程式称为状态方程式。如：状态方程的具体形式取决于工质的性质

理想气体R-摩尔气体常数（与状态和气体性质无关）8.314J/(mol·K)Rg=R/M（气体常数）稳定不一定平衡，但平衡一定稳定。稳定但存在不平衡势差去掉外界影响，则状态变化平衡不一定均匀，单相平衡态则一定是均匀的平衡：时间上均匀：空间上1-4平衡状态、状态方程式、坐标图1321-4平衡状态、状态方程式、坐标图3状态参数坐标图

以独立状态参数为坐标的坐标图。（1）系统任何平衡态可表示在坐标图上（2）过程线中任意一点为平衡态（3）不平衡态无法在图上表示常见p-v图和T-s图pv1p1v1OTs2T2s2O1331-5工质的状态变化过程热力过程：系统由一个状态到达另一个状态的变化过程。热力学引入准静态（准平衡）过程平衡状态状态不变化能量不能转换134非平衡状态无法简单描述或展示只是静态或动态的平衡状态，不适用于功或热交换过程的研究能量转换135系统在每次变化时仅足够小的偏离平衡状态（系统和外界之间的势差足够小），且外界条件的变化速度非常慢，慢到每次变化都能使系统有足够的时间（弛豫时间）来恢复平衡再承受下一次变化，便实现了每个中间状态都是平衡状态的准平衡过程。1-5工质的状态变化过程2准平衡过程（准静态过程）由一系列平衡状态所组成的过程。所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。由无限小势差推动无限缓慢的理想过程。实现条件：破坏平衡所需时间（外部作用时间）>>

恢复平衡所需时间（驰豫时间），即有足够时间恢复新平衡

准静态过程思考：理论上准静态应无限缓慢，工程上怎样处理？136

在状态参数坐标图上，准平衡过程可以近似地用连续的实线表示。3可逆过程

如果系统完成了某一过程之后，再沿着原路逆行而回复到原来的状态，外界也随之回复到原来的状态，而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。否则就是不可逆过程。可逆过程的条件：准平衡过程＋无耗散效应。1-5工质的状态变化过程137①准静态过程确保了过程中的每个中间态都是平衡状态②耗散效应（不可逆因素）：温差传热，混合过程，自由膨胀，摩擦生热，阻尼振动，电阻热效应，燃烧过程，非弹性变形。可逆过程必定是准静态过程，准静态过程不一定可逆。无任何不可逆因素的准静态过程为可逆过程。1-5工质的状态变化过程1381-6过程功与热量1功量与示功图（1）过程功热力系统通过边界而传递的能量，且全部效果可表现为举起重物。J或kJ139

单位质量工质所作的膨胀功用符号w

表示，

单位为J/kg或kJ/kg。

对于微元可逆过程，如1~21-6过程功与热量（2）可逆过程功1401-6过程功与热量（3）示功图（p-v图）功是过程量而不是状态量。w的大小可以用p-v图上过程曲线下面的面积来表示。膨胀：dv>0,w>0压缩：dv<

0,w<0规定：系统对外界作功“＋”，外界对系统作功“－”膨胀功和压缩功是通过工质体积的变化而与外界交换的功，称为体积变化功（容积功）。1411-6过程功与热量（4）有用功膨胀功W耗散功W1反抗大气做功Wr有用功（可被利用的功）Wu大气压为定值时：可逆过程：1421-6过程功与热量2热量与示热图（1）热量

系统与外界之间依靠温差传递的能量。符号：Q

；单位：J

或kJ。

单位质量工质所传递的热量用q表示，单位为J/kg

或kJ/kg。

热量正负的规定：系统吸热为“+”；系统放热为“-”。

热量和功量都是系统与外界在相互作用的过程中所传递的能量，都是过程量而不是状态量。1431-6过程功与热量对于可逆过程：s称为比熵。比熵同比体积v一样是工质的状态参数。思考：热量是否可以用类似于功的式子表示？引入“熵（S）”，定义：对于单位质量工质可逆过程144熵参数可从热力学理论的数学分析中导出，工质的熵变等于可逆吸热或放热时的传热量与热源温度的比值1-6过程功与热量

根据熵的变化判断一个可逆过程中系统与外界之间热量交换的方向：系统吸热系统放热系统绝热，定熵过程。145（2）示热图

在可逆过程中单位质量工质与外界交换的热量可以用T-s

图（温熵图）上过程曲线下的面积来表示。温熵图也称示热图1-6过程功与热量1461-7热力循环要实现连续作功，必须构成循环。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热力循环。循环由过程构成可逆过程不可逆不可逆循环循环可逆循环pv1234T1234s1471-7热力循环正循环净效应：对外作功净效应：吸热顺时针方向pv21Ts12动力循环148逆循环净效应：对内作功（消耗功）净效应：放热逆时针方向pv21Ts12制冷循环1491-7热力循环1501-7热力循环热力循环的评价指标正循环：净效应（对外作功，吸热）动力循环：热效率1511-7热力循环热力循环的评价指标逆循环：净效应（对内作功，放热）制冷循环：制冷系数制热循环：泵热系数本章小结1、理解各基本概念：热力系、平衡态、准静态过程、可逆过程、过程量、状态量、状态参数、功量、热量、熵、

p-v图、T-s图、循环。2、会进行可逆过程功量及热量的计算。152153闭口系统也称为定质量系统，所以定质量系统一定是闭口系统（）正确错误AB提交单选题1分孤立系统的热力状态不能发生变化

（）错误正确AB提交单选题1分可逆过程可表述为“无耗散的准静态过程”（）正确错误AB提交单选题1分热力系统的状态长时间保持不变，则为平衡状态（）正确错误AB提交单选题1分容器中气体的压力没有变化，则安装在容器上的压力表读数也不变

（）正确错误AB提交单选题1分温度高的物体比温度低的物体具有更多的热量（）正确错误AB提交单选题1分下列关于热力系统说法错误的是（）热力系统是人为选取的有限物质系统热力系统以外的物质称为外界边界面的选取必须是真实的系统通过边界与外界进行物质和能量的交换ABCD提交单选题1分下列参数或变量是过程量的是（）压力温度功量密度ABCD提交单选题1分热力学平衡态是指系统同时处于

平衡和

平衡。

质量/压力

温度/质量压力/质量

温度/压力

ABCD提交单选题1分下列

不是状态参数

。绝对压力表压力比体积热力学能ABCD提交单选题1分以下过程是可逆过程的是（）100℃的水与50℃的水的混合过程对刚性容器中的水搅拌，使其在恒温下蒸发一定质量的空气在无摩擦、不导热的气缸和活塞中被极其缓慢地压缩热量由50℃物体向30℃物体的传递过程ABCD提交单选题1分164计算题2、某蒸汽动力厂，发电量p=5×104kW，锅炉耗煤量m=19×103kg/h，煤的发热量Q=3×104kJ/kg，试求该动力厂的热效率。1、蒸汽锅炉压力表读数为Pe=3.23MPa，凝汽器真空度为Pv=95kPa，若大气压力为Pb=101.325kPa。试求锅炉及凝汽器中的蒸汽绝对压力。1653、某房间冬季通过墙壁和窗子向外散热70000kJ/h，房内有2只40W的电灯照明，其他家电耗电约100W。为维持房内温度不变，房主购买了供暖系数为5的热泵，求驱动热泵所需的功率。第二章理想气体的性质2-1理想气体满足两个假设：一是气体的分子是一些弹性的、不占体积的质点；二是分子间没有相互的作用力。凡遵循克拉贝龙方程（理想气体状态方程）的气体。

现实中没有理想气体，但是,当实际气体p

很小,V

很大,T不太低时,即处于远离液态的稀薄状态时,可视为理想气体。

2-2理想气体状态方程式又称克拉贝龙方程式。Rg为气体常数，单位为J/(kg·K)，其数值取决于气体的种类，与气体状态无关。对质量为m的理想气体，有在标准状况下对1mol气体阿伏伽德罗假说：相同p

和T

下各理想气体的摩尔容积Vm相同。对nmol气体2-2理想气体状态方程式计算中注意：（1）绝对压力（2）温度单位K

（3）统一单位（最好均用国际单位）R与Rg的区别：R——通用气体常数或摩尔气体常数（与气体种类无关）Rg——气体常数（随气体种类变化）2-2理想气体状态方程式例1某台压缩机每小时输出3200m3、表压力pe=0.22MPa、温度

t=156oC的压缩空气。设当地大气压pb=765mmHg，求压缩空气的质量流量qm。解：1mmHg（毫米汞柱）=133.3Pa1热容2-3理想气体的比热容物体的温度升高1K或1oC所需的热量。c：单位质量的热容，称比热容（质量热容）Cm：1mol物质的热容，称摩尔比热容影响比热容的主要因素

（1）气体的种类（2）过程特性常用定容热容cv

和定压热容cp

Ts(1)(2)1

Kc1c22-3理想气体的比热容（a）定容加热（b）定压加热系统储存的能量称为储存能，它有内部储存能和外部储存能，而储存在系统内部的能量叫做内能，它与系统内工质粒子的运动和粒子空间位置有关，是下列各种能量的总和：

（1）分子热运动形成的内动能，它是温度的函数；（2）分子间相互作用形成的内位能，它是比体积的函数；

（3）维持一定分子结构的化学能，原子核内部的原子能及电磁场作用下的电磁能等；在无化学变化及原子核反应的过程中，第（3）项就可以不考虑，因此热力学能的变化只是内动能及内位能的变化。内能（热力学能）定容过程可逆过程2-3理想气体的比热容流动功（或推动功）：当工质在流进和流出控制体界面时，后面的流体推开前面的流体而前进，这样后面的流体对前面的流体必须作推动功。因此，流动功是为推动流体通过控制体界面而传递的机械功，它是维持流体正常流动所必须传递的能量。设有微元质量为δm的工质将要进入控制体，在控制体界面处流体的状态参数为压力p、比容v，管道截面积为f，当流体通过界面时必须从左边流体得到一定数量的流动功。根据力学中功的定义式：流动功=力×距离。即在后面流体的推动下，使δm流体移动距离dS进入系统，这时流动功为：当界面处热力参数恒定时，质量为m的流体的流动功为：焓焓的物理意义：对于流动工质，焓=内能+流动功，即焓具有能量意义，它表示流动工质向流动前方传递的总能量（共四项）中取决于热力状态的那部分能量。如果工质的动能和位能可以忽略，则焓代表随流动工质传递的总能量。对于不流动工质，因pv不是流动功，焓只是一个复合状态参数，没有明确的物理意义。工质在流经一个开口系统时，进入（或离开）系统的能量除工质本身具有的热力学能，还有在开口系统中工质流动而传递的推动功，我们就把这些工质流经一个开口系统时的能量总和叫做焓，用H表示。焓定压过程可逆过程2-3理想气体的比热容2理想气体的比热容（1）理想气体的比定容热容与比定压热容即2-3理想气体的比热容

摩尔定压比热容和摩尔定容比热容比热容比：，联立式得2-3理想气体的比热容3利用比热容计算热量原理:3-2理想气体的比热容2-4理想气体的热力学能、焓和熵1热力学能和焓由式可得适用于理想气体任何过程（u和h只和温度相关，与体积、压力及过程无关）积分（定比热）2

理想气体的熵2-4理想气体的热力学能、焓和熵熵参数可从热力学理论的数学分析中导出，工质的熵变等于可逆吸热或放热时的传热量与热源温度的比值2-4理想气体的热力学能、焓和熵积分（定比热）2-4理想气体的热力学能、焓和熵说明：（1）理想气体比熵的变化完全取决于初态和终态，与过程所经历的路径无关。理想气体的比熵是一个状态参数。（2）虽然以上各式是根据理想气体可逆过程的热力学第一定律表达式导出，但适用于计算理想气体在任何过程中的熵的变化。（3）零点规定:通常取标准状态下气体的熵为零2-4理想气体的热力学能、焓和熵处理气体混合物的基本原则1）混合气体混合物的组分都处于理想气体状态，则混合气体也处于理想气体状态；2）混合气体可作为某种假想气体，其质量和分子数与组分气体质量之和及分子数之和相同。理想气体混合物可作为Rg，eq和Meq的“某种”理想气体。2-5理想气体混合物平均气体常数，折合气体常数平均摩尔质量，折合摩尔质量1分压力定律和分体积定律道尔顿分压定律适用于理想气体（1）分压力定律

分压力——组分气体处在与混合气体相同容积、相同温度单独对壁面的作用力。2-5理想气体混合物分体积定律适用于理想气体（2）分体积力定律

分体积——组分气体处在与混合气体同温同压单独占有的体积。2-5理想气体混合物2混合气体的成分

第i

种组元气体的质量分数：质量分数设混合气体由1,2,3,…,i,…k

种气体组成各组元质量成分之和为12-5理想气体混合物摩尔分数设混合气体由1,2,3,…,i,…k

种气体组成摩尔数第i

种组元气体的摩尔分数：各组元摩尔成分之和为12-5理想气体混合物体积分数设混合气体由1,2,3,…,i,…k

种气体组成体积数第i

种组元气体的体积分数：各组元体积分数之和为12-5理想气体混合物三种分数之间的关系2-5理想气体混合物3理想气体混合物的比热容、

热力学能、焓和熵（1）

比热容（2）热力学能（3）

焓（4）

熵定比热容3理想气体混合物的比热容、

热力学能、焓和熵1、某理想气体经历了一个热力学能不变的热力过程，则该过程中工质的焓变也为零（）2、理想气体的

cp、cV

值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关

（）判断题3、理想气体的比定压热容是温度的单值函数

（）4、理想气体的比定容热容是比体积的单值函数

（）1、下列关于气体常数Rg说法正确的是（

）A、与气体种类有关，与状态无关

B、与状态有关，与气体种类无关C、与气体种类和状态均有关

D、与气体各类和状态均无关选择题2、摩尔气体常量R（）A、与气体种类有关，与状态无关

B、与气体状态有关，与气体种类无关C、与气体种类和状态均有关

D、与气体种类和状态均无关3、系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（

）A、系统的初、终态

B、系统所经历的过程C、A和BD、系统的熵变4、理想气体的（

）是两个相互独立的状态参数A、温度与热力学能

B、温度与焓

C、温度与熵

D、热力学能与焓5、工质经过一个循环，又回到初态，其热力学能（

）A、增加B、减少C、不变D、变化不定6、工质经过一个循环，又回到初态，其熵（

）A、增加B、减少C、不变D、变化不定7、理想气体定压比热（

）定容比热A、大于B、等于C、小于D、大于等于理想气体的性质例题问答题：如果某种工质的状态方程式为

pv=RgT，这种工质的比

热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数吗？对于确定的一种理想气体，cp–cV是否等于定值？cp/cV是否为定值？cp–cV、cp/cV是否随温度变化？

如果是实际气体呢？3迈耶公式是否适用于理想气体混合物？是否适用于实际气体？理解理想气体的概念，理想气体状态方程的应用；比热容的定义、计算；利用比热容进行过程热量的计算；会计算理想气体状态参数的变化Δu、Δ

h、Δ

s；理想混合气体的基本定律和基本概念。本章小结第三章热力学第一定律3-1热力学第一定律的实质实质

能量守恒与转换定律在热力学中的应用。两种表述（1）热是能的一种，机械能变热能，或热能变机械能的时候，他们之间的比值是一定的。（2）热可以变为功，功也可以变为热；一定量的热消失时必定产生相应量的功；消耗一定量的功时，必出现与之相应量的热。系统储存的能量称为储存能，它有内部储存能和外部储存能，而储存在系统内部的能量叫做内能，它与系统内工质粒子的运动和粒子空间位置有关，是下列各种能量的总和：

（1）分子热运动形成的内动能，它是温度的函数；（2）分子间相互作用形成的内位能，它是比体积的函数；

（3）维持一定分子结构的化学能，原子核内部的原子能及电磁场作用下的电磁能等；在无化学变化及原子核反应的过程中，第（3）项就可以不考虑，因此热力学能的变化只是内动能及内位能的变化。1内能（热力学能）3-2热力学能和总能1热力学能

不涉及化学变化和核反应时的物质分子热运动动能和分子之间的位能之和，即热能。热力学能符号：U，单位：J或kJ

。分子动能分子位能化学能核能热力学能移动转动振动3-2热力学能和总能

单位质量工质的热力学能称为比热力学能。符号：u；单位：J/kg或kJ/kg。比热力学能是状态参数。

任何状态下系统热力学能的数值不可能为零。由于在工程热力学中只计算工质在状态变化中的热力学能变化量（△u），因此热力学能的零点可以人为地规定，例如，取0K或0℃时的热力学能为零。3-2热力学能和总能2系统总能（总储存能）热力系统储存能热力学能宏观动能、宏观位能宏观势能宏观动能总储存能比储存能3–3热力学第一定律的基本能量方程式一热一律的基本表达式进入系统的能量－离开系统的能量=

系统储存能量的增加

热一律:能量守恒与转换定律确定了热能和机械能之间的相互转换的数量关系。

热能和机械能在转移和转换的过程中，能量的总量

必定守恒。第一类永动机：不消耗能量而连续作功的设备。热一律表明第一类永动机是不可能制成的。QWΔU因直接从热力学第一定律获得，无任何假设，上述公式适用条件：1）任何工质2)任何过程微元过程闭口系的能量方程式二

闭口系统的能量方程式两种特例：绝功系

Q=dU

绝热系

W=-dU可逆过程单位质量工质的可逆过程二闭口系统的能量方程式思考：门窗紧闭房间用电冰箱降温？？？以房间为系统

绝热闭口系闭口系能量方程电冰箱房间以房间为系统

绝热闭口系二闭口系统的能量方程式思考：门窗紧闭房间用空调降温？？？以房间为系统

闭口系闭口系能量方程空调Q房间二闭口系统的能量方程式过程Q/kJW/kJ

U/kJ1-2013902-303953-40-10004-10过程Q/kJW/kJ

U/kJ1-21390013902-30395-3953-4-10000-10004-10-55例3-1例3-2如图所示，已知活塞气缸设备内有5kg水蒸气。由初态的比热力学能u1=2709.9kJ/kg，膨胀到u2=2659.6kJ/kg，过程中给水蒸气加入热量为80kJ，通过搅拌器输入系统18.5kJ的轴功。若系统无动能、位能变化，试求通过活塞所做的功。解：由题意，以活塞气缸内的水蒸气为研究对象，则该系统为闭口系统，因此有：上式中的总功W应包括搅拌器的轴功和活塞的膨胀功，即可得通过活塞所做的功：3–4开口系统能量方程式能量守恒原则（热一律）：进入系统的能量

-离开系统的能量=系统储存能量的增加3–4开口系统能量方程式

一推动功推动工质流动所作的功，也称为推进功（流体获得或携带的能量，针对所处某状态下的流体而言）。对推动功的说明（1）与宏观流动有关，流动停止，推进功不存在；（2）作用过程中，工质仅发生位置变化，无状态变化；（3）w推＝pv与所处状态有关，是状态量；（4）并非工质本身的能量（动能、位能）变化引起，而由外界做出，流动工质所携带的能量。可理解为：由于工质的进出，外界与系统之间所传递的一种机械功，表现为流动工质进出系统时所携带和所传递的一种能量。3–4开口系统能量方程式通过1-1截面，工质带入系统的推动功为p1v1，通过2-2截面工质带出系统的推动功为p2v2，则推动功差（p2v2-p1v1）是系统维持工质流动所需的功，称为流动功。注意：推动功只有在工质移动越过边界时才起作用。3–4开口系统能量方程式工质在流动时，总是从后面获得推动功，而对前面做出推动功。流动功还可理解为：在流动过程中，系统与外界由于物质的进出而传递的机械功。3–4

开口系统能量方程式二

焓

定义：焓

H=U+pV[kJ]

比焓h=u+pv[kJ/kg]

（1）焓是状态量（焓在热力学中是表征物质系统能量的一个重要状态参量）；（2）H为广延参数H=U+pV=m(u+pv)=mh，h为比参数；（3）对流动工质，焓代表能量(内能+推进功)；对静止工质，

焓只是一个复合状态参数，没有明确的物理意义；（4）物理意义：开口系中随工质流动而携带的、取决于热力

状态的能量。3–4开口系统能量方程式进入：离开：储存能增量：三

开口系统能量方程3–4开口系统能量方程式1稳定流动

流动过程中，开口系统内部及其边界上各点工质的热力参数及运动参数都不随时间而变化，则称为稳定流动过程。3–5稳定流动能量方程式稳定流动条件：1）ECV不变，即3–5稳定流动能量方程式2）进出口质量流量相等若只有单股流体进出时：2稳定流动的能量方程单位工质3–5稳定流动能量方程式微元适用条件：任何流动工质、任何稳定流动过程令技术功3–5稳定流动能量方程式3–5稳定流动能量方程式由热力学第一定律的解析式：对稳定流动系统，因系统内质量不变，故也适用于闭口系统，即几种功：容积变化功w、轴功wi、技术功wt、推动功∆（pv）3–5稳定流动能量方程式容积功，

是由于工质体积变化所做的功。流动功是工质通过控制面时带入控制体的功,它是流动工质的流动能。轴功是从热力设备上所能传出的技术上可被利用的外功,对转动机械而言是指转动机械输出的功。技术功则是工质流动的动能,重力势能的变化及轴功三项之和的总称。3–5稳定流动能量方程式可逆过程技术功在示功图上的表示面积123413–5稳定流动能量方程式例3-3某气体在压缩机中被压缩，压缩前气体的参数是p1=100kPa，v1=0.845m3/kg,压缩后的参数是p2=800kPa，v2=0.175m3/kg。设在压缩过程中每公斤气体的内能增加150kJ，同时向外界放出热量50kJ，压缩机每分钟生产压缩气体10kg。试求：（1）压缩过程中对每公斤气体所做的压缩功；（2）每生产1kg压缩气体所需要的的轴功；（3）带动此压缩机要用多大功率的电动机；（4）压缩前后气体焓的变化。解：（1）压缩过程中对每公斤气体所做的压缩功w有闭口系统热力学第一定律求得：（2）每生产1kg压缩气体所需的轴功w（3）带动此压气机所需电动机功率（4）压缩前、后气体焓的变化判断题选择题A、任意气体任意过程

B、任意气体绝热过程C、理想气体任意过程

D、理想气体可逆过程

A、理想工质，可逆过程

B、任意工质，可逆过程

C、理想工质，任意过程

D、任意工质，任意过程

（1）若沿143途径变化时，系统对外做功为15kJ，求过程中系统与外界交换的热量；（2）若系统由状态3沿351途径到达状态1，外界对系统做功为6kJ，求该过程系统与外界的传热量；（3）若U2=175kJ，U3=87.5kJ，求过程2-3传递的热量及状态1的热力学能U1。计算题：一个闭口系统从状态1沿123途径到状态3，向外界放出热量47.5kJ，而系统对外界做功为30kJ，如图所示。本章例题解：1、理解热力学第一定律的实质和表达式，并能进行计算。2、能灵活应用闭口系统及开口系统的能量方程式。本章小结第四章理想气体热力过程4–1研究热力过程的目的及一般方法（3）依据：热力学第一定律表达式、理想气体状态方程式及可逆过程的特征关系式。1热力过程的研究目的与方法（1）目的：运用热力学的基本定律及工质的基本属性，揭示热力过程中工质状态变化的规律与各种作用量之间的内在联系，并对能量进行定性分析和定量分析。（2）任务：确定过程中工质状态参数的变化规律，分析过程中的能量转换关系。系统内工质状态的连续变化过程称为热力过程4–1研究热力过程的目的及一般方法（4）分析方法：采用抽象、概括的方法，将实际过程近似为具有简单规律的典型可逆过程，如可逆定容、定压、定温、绝热过程等。1）确定过程方程式，分析初、终