第一章 基本概念 §1-1 热力系统 §1-1 热力系统 热力系统选取的人为性 边界特性 热力系统分类 Types of System §1-1 热力系统 热力系统其它分类方式 简单可压缩系统 §1-2 状态和状态参数 状态参数的积分特征 状态参数的微分特征 强度参数与广延参数 强度参数与广延参数 §1-3 基本状态参数 压力p测量 绝对压力与相对压力 环境压力与大气压力 大气压力Atmospheric pressure Other Pressure Measurement Devices §1-3 基本状态参数 温度T 的一般定义 温度的热力学定义 The Zeroth Law of Thermodynamics 为什么叫做热力学第零定律 温度的热力学定义 Temperature measurement 温标Temperature scale 常用温标之间的关系 温标的换算 Temperature Measurement Devices §1-3 基本状态参数 §1-4 平衡状态Equilibrium state Many types of Equilibrium Many types of Equilibrium Many types of Equilibrium §1-4 平衡状态Equilibrium state 平衡Equilibrium与稳定Steady 平衡Equilibrium与均匀Even 为什么引入平衡概念? §1-5 状态方程、坐标图 状态公理State postulate 简单可压缩系统的独立变量数 状态方程Equation of state 状态方程的具体形式 例:R134a的维里型状态方程 坐标图diagram §1-6 准静态过程、可逆过程 非平衡过程 (Process) 准静态过程Quasi-static process 准静态过程有实际意义吗? 准静态过程的工程条件 准静态过程的工程应用 准静态过程的容积变化功 准静态过程的容积变化功 示功图indicator (p-V) diagram 准静态容积变化功的说明 摩擦损失Friction Loss的影响 作业 摩擦损失Friction Loss的影响 可逆reversible过程的定义 可逆过程的实现 常见的不可逆过程 常见的不可逆过程 引入可逆过程的意义 完全可逆、内可逆与外可逆 §1-7 功 量 Work 功的力学定义Definition of Work of Mechanics 功的热力学定义I 功的热力学定义II 功的表达式 §1-8 热量与熵Heat and Entropy 热 量 如 何 表 达 ? 热量与容积变化功 熵( Entropy)的定义 熵的说明 示功图与示热图 §1-9 热力循环Cycle 循环和过程Cycle and process 正循环 逆循环 热力循环的评价指标 热力循环的评价指标 第一章 小 结 Summary 第一章 讨论课 Discussion 例1:绝热刚性容器向气缸充气 (1)以容器内原有气体为系统 (2)以容器内残留的气体为系统 (3)以放逸气体为系统 (4)以容器为系统 (5)以气缸活塞为系统 思考题7 可逆过程与准静态过程的区别和联系 判断是否准静态与可逆(1) 判断是否准静态与可逆(2) 判断是否准静态与可逆(3) 判断是否准静态与可逆(4) 有用功 useful work 可逆过程与准静态过程的功 可逆过程与准静态过程的功 自由膨胀过程 气体混合过程 灵活处理功的计算 第一章 完End of Chapter one 以冰水混合物为热力系 90 ℃ 0 ℃ 缓慢加热 外部温差传热 准静态过程 系统内部等温传热,无耗散 内可逆 外不可逆 蒸汽流经减压阀进入汽轮机 典型的不可逆过程,因有漩涡,产生耗散 是不是准静态,取决于开度 带活塞的气缸中,水被缓慢加热 缓慢加热,每一时刻水有确定的温度 准静态加热 火与水有温差 外不可逆 以水为系统 内可逆 以水+活塞为系统 活塞与壁面无摩擦 内可逆 活塞与壁面有摩擦 内不可逆 准静态过程 + 无耗散效应 = 可逆过程 无不平衡势差 通过摩擦使功 变热的效应(摩阻,电阻,非弹性变性,磁阻等) 不平衡势差不可逆根源 耗散效应 耗散效应 irreversibility Dissipative effect Heat transfer 不等温传热 T1 T2 T1 T2 Q 节流过程 (阀门) p1 p2 p1 p2 Frequently encountered irreversibilities Throttler 混合过程 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 自由膨胀 真空 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Frequently encountered irreversibilities Unrestrained expansion Mixing process ? 准静态过程是实际过程的理想化过程, 但并非最优过程,可逆过程是最优过程。 ? 可逆过程的功与热完全可用系统内工质 的状态参数表达,可不考虑系统与外界 的复杂关系,易分析。 ? 实际过程不是可逆过程,但为了研究方 便,先按理想情况(可逆过程)处理, 用系统参数加以分析,然后考虑不可逆 因素加以修正。 完全可逆可逆 内部可逆,外部不可逆 ?常见 90 ℃ 0 ℃ 例: 内可逆 外不可逆 Totally reversible Internally reversible 外部可逆,内部不可逆 Externally reversible 1、力学定义: 力 ? 在力方向上的位移 2、热力学定义I 热力学定义II 锅 炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝汽器 过热器 The product of a force and the distance through which this force acts 力 ? 在力方向上的位移 But 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取起重物,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. 功是系统与外界相互作用的一种方式,在力的推动下,通过有序运动方式传递的能量。 功的一般表达式 热力学最常见的功 ? 容积变化功 其他准静态功:拉伸功,表面张力功,电功等 Heat is defined as the form of energy
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