工程热力学绪论
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工程热力学-ch0-1 绪论
绪论 1593年，伽利略发明制作了第一支空气温度
计。这种气体温度计是用一根细长的玻璃管制成 的。它的一端制成空心圆球形；另一端开口，事 先在管内装进一些带颜色的水，并将这一端倒插 入盛有水的容器中。在玻璃管上等距离地标上刻 度。这样，当外界温度升高时，玻璃球内气体膨 胀，使玻璃管中水位降低；反之，温度较低时， 玻璃球内气体收缩，玻璃管中的水位就会上升。
50%的石油用量。
天然气 ◇西气东输工程，连接沿线用户特别是长江三角洲地区， 全长4000公里。
能耗
◇我国单位GDP能耗为世界的4.7倍。 ◇我国能源转换利用率为29％，比全球平均水平低10%。 ◇我国SO2、NOx、CO2排放量大。
绪论
◆工程热力学是一门关于什么的课程？
热力学，是一门研究物质的能量、能量传递和转换 以及能量与物质性质之间普遍关系的科学。
◇地球自身蕴藏的能量 ◇地球与天体相互作用产生的能量
绪论 能源利用的两 种主要形式
能源开发与利 用的主要发展
◇热利用——直接利用热能，如冶金、化 工、食品等等工业与生活应用。
◇热能的动力利用——将热能转换 为机械能或电能，提供动力，如发 电、发动机等等。
◇核能 ◇风能 ◇太阳能 ◇地热能 ◇潮汐与海洋热能 ◇生物质能 ◇等等。。。
绪论
绪论
我国主要用能状况
煤炭 ◇煤的蕴藏量世界第一，开采量世界第一，但是按目前 消耗速度（30亿吨/年）只能延续200年。
石油
◇石油、天然气资源紧缺，已探储量占世界人均的1/10，
75％依赖进口。 ◇我国经济对石油的需求越来越大，石油消耗量仅次于美国。
2003年进口的原油较2002年增长了31%。交通消耗了我国
沸点较高的特性，制成水银温度计。这种温度
工程热力学 第0章 绪论 图文
南京航空航天大学
工程热力学的研究方法
采用经典热力学的宏观研究方法，有时利用分子运动论和 统计热力学基本观点和研究成果 还普遍采用抽象、概括、理想化和简化处理方法
南京航烧系统(Combustion systems) –动力的产生——发动机，电厂等。（ Power
按开发的步骤 ➢ 一次能源：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能等 ➢ 二次能源：电力、煤气、汽油、沼气、氢气、酒精等
其他分类….
南京航空航天大学
能量的转化与利用
能量的利用过程，实质上是能量的传递与转化过程
燃料电池
氢、酒精等二次能源
电能
机械能 辐射能
光电池
发电机
机械
风能、水能、海洋能
机械能
热能 直接利用
式的推导。 • 明确各章节的作用和相互的联系，解决什么问
题，得出什么结论。 • 热力学的直观语言很重要：p-v图、T-s图、h-s
煤、石油、天然气
核能
核反应
燃烧 集热器
热机 90％
热 能 直接利用
燃烧
太阳能 光合作用
生物质能 食物利用
南京航空航天大学
0-2 热力学发展简史
南京航空航天大学
“冷”、“热”的概念 钻木取火：最早的人为的热-功转换
南京航空航天大学
最早的热-功转换机械
（hero engine ）
南京航空航天大学
Thomas Savery的蒸汽机
南京航空航天大学
工程热力学涉及的领域
–流体压缩和运动——风机，泵，压缩机等。 （Fluid compression and movement — fans, pumps, compressors, etc.)
–供热通风与空调工程——制冷系统，热泵等。 （HVAC — refrigeration systems, heat pumps, etc.）
工程热力学的研究方法
采用经典热力学的宏观研究方法，有时利用分子运动论和 统计热力学基本观点和研究成果 还普遍采用抽象、概括、理想化和简化处理方法
南京航烧系统(Combustion systems) –动力的产生——发动机，电厂等。（ Power
按开发的步骤 ➢ 一次能源：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能等 ➢ 二次能源：电力、煤气、汽油、沼气、氢气、酒精等
其他分类….
南京航空航天大学
能量的转化与利用
能量的利用过程，实质上是能量的传递与转化过程
燃料电池
氢、酒精等二次能源
电能
机械能 辐射能
光电池
发电机
机械
风能、水能、海洋能
机械能
热能 直接利用
式的推导。 • 明确各章节的作用和相互的联系，解决什么问
题，得出什么结论。 • 热力学的直观语言很重要：p-v图、T-s图、h-s
煤、石油、天然气
核能
核反应
燃烧 集热器
热机 90％
热 能 直接利用
燃烧
太阳能 光合作用
生物质能 食物利用
南京航空航天大学
0-2 热力学发展简史
南京航空航天大学
“冷”、“热”的概念 钻木取火：最早的人为的热-功转换
南京航空航天大学
最早的热-功转换机械
（hero engine ）
南京航空航天大学
Thomas Savery的蒸汽机
南京航空航天大学
工程热力学涉及的领域
–流体压缩和运动——风机，泵，压缩机等。 （Fluid compression and movement — fans, pumps, compressors, etc.)
–供热通风与空调工程——制冷系统，热泵等。 （HVAC — refrigeration systems, heat pumps, etc.）
热工基础 第4章 工程热力学绪论和基本概念
一、状态和状态参数
状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观物理状况。 状态参数：描述热力系状态的物理量。 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。 3、状态参数的微分特征：全微分
1.2 状态和状态参数
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
温度测量的理论基础
温度的热力学定义： 处于同一热平衡状态的各个热力系，必定有某一宏观特征彼此 相同，用于描述此宏观特征的物理量⎯温度。 温度是确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的物理量。
1.2 状态和状态参数
温标：温度的数值表示。
基准点 温标三要素 测温物质的性质
分度方法 绝对温标：符号T，单位K 新摄氏温标：符号t，单位℃ t(℃)=T(K)-273.15
态有关。
2
2
2
∫dz = ∫ dz = ∫dz = z2 − z1
1 1,a 1,b
∴ ∫ dz = 0
例：温度变化、山的高度变化
1
a
2 b
状态参数的微分特征：设 z =z (x , y)，dz是全微分。 可判断是否 是状态参数
dz
=
⎛ ⎜⎝
∂z ∂x
⎞ ⎟⎠
y
dx
+
⎛ ⎜ ⎝
∂z ∂y
⎞ ⎟ ⎠x
耗散效应
通过摩擦使功 变热的效应(摩阻， 电阻，非弹性变性， 磁阻等）
1.4 准静态过程、可逆过程
3、典型的不可逆过程
不等温传热
自由膨胀
T1
QT1>T2T2源自•• ••• ••
•• •
•• ••
•••
状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观物理状况。 状态参数：描述热力系状态的物理量。 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。 3、状态参数的微分特征：全微分
1.2 状态和状态参数
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
温度测量的理论基础
温度的热力学定义： 处于同一热平衡状态的各个热力系，必定有某一宏观特征彼此 相同，用于描述此宏观特征的物理量⎯温度。 温度是确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的物理量。
1.2 状态和状态参数
温标：温度的数值表示。
基准点 温标三要素 测温物质的性质
分度方法 绝对温标：符号T，单位K 新摄氏温标：符号t，单位℃ t(℃)=T(K)-273.15
态有关。
2
2
2
∫dz = ∫ dz = ∫dz = z2 − z1
1 1,a 1,b
∴ ∫ dz = 0
例：温度变化、山的高度变化
1
a
2 b
状态参数的微分特征：设 z =z (x , y)，dz是全微分。 可判断是否 是状态参数
dz
=
⎛ ⎜⎝
∂z ∂x
⎞ ⎟⎠
y
dx
+
⎛ ⎜ ⎝
∂z ∂y
⎞ ⎟ ⎠x
耗散效应
通过摩擦使功 变热的效应(摩阻， 电阻，非弹性变性， 磁阻等）
1.4 准静态过程、可逆过程
3、典型的不可逆过程
不等温传热
自由膨胀
T1
QT1>T2T2源自•• ••• ••
•• •
•• ••
•••
00章：绪论 工程热力学课件(第四版)
社会的各方面提供动力等。 在当今科技条件下，利用得最多的能源是燃料
的化学能。通过燃烧，燃料的化学能转换成热能， 再将热能转换成机械能或电能供人们使用。
热力学第零定律：
假如两物体的温度都等于另外第三个物体，那
么这三个物体拥有相同的温度。
热
热力学第一定律：
力 学 三
热是能的一种二定律：
课件目录
绪论
0-1 热能及其利用 0-2 工程热力学发展简史 0-3 工程热力学的主要内容
§0-1 热能及其利用
能源是人类社会不可缺少的物质基础之一，人
类社会的发展史与人类开发利用能源的广度和深度 密切相连。
热能利用的两种基本形式：（1）热利用，如 在冶金、化工、食品等工业和生活上的应用。（2） 动力利用，即把热能转化成机械能或电能，为人类
（1）克劳修斯说法：热不能自发的、不付代
定
价的从低温物体传至高温物体。
律
（2）开尔文说法：不可能制造出从单一热源
吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的
热力发动机。
热力学第三定律： 绝对零度不可达。
§0-3 主要内容及研究方法
工程热力学的研究对象主要是能量转换，特别 是热能转化成机械能的规律和方法，以及提高转化 效率的途径，以提高能源利用的经济性。
主要内容包括：
1、基本概念与基本定律，如热力系统、平衡 状态等；
2、过程和循环的分析研究及计算方法； 3、常用工质的性质； 4、化学热力学方面的有关内容。
研究方法：宏观（经典热力学）和微观（统计热
力学）
学习方法：把握线索，学会抽象简化的研究方
法，重视习题和实验等。
的化学能。通过燃烧，燃料的化学能转换成热能， 再将热能转换成机械能或电能供人们使用。
热力学第零定律：
假如两物体的温度都等于另外第三个物体，那
么这三个物体拥有相同的温度。
热
热力学第一定律：
力 学 三
热是能的一种二定律：
课件目录
绪论
0-1 热能及其利用 0-2 工程热力学发展简史 0-3 工程热力学的主要内容
§0-1 热能及其利用
能源是人类社会不可缺少的物质基础之一，人
类社会的发展史与人类开发利用能源的广度和深度 密切相连。
热能利用的两种基本形式：（1）热利用，如 在冶金、化工、食品等工业和生活上的应用。（2） 动力利用，即把热能转化成机械能或电能，为人类
（1）克劳修斯说法：热不能自发的、不付代
定
价的从低温物体传至高温物体。
律
（2）开尔文说法：不可能制造出从单一热源
吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的
热力发动机。
热力学第三定律： 绝对零度不可达。
§0-3 主要内容及研究方法
工程热力学的研究对象主要是能量转换，特别 是热能转化成机械能的规律和方法，以及提高转化 效率的途径，以提高能源利用的经济性。
主要内容包括：
1、基本概念与基本定律，如热力系统、平衡 状态等；
2、过程和循环的分析研究及计算方法； 3、常用工质的性质； 4、化学热力学方面的有关内容。
研究方法：宏观（经典热力学）和微观（统计热
力学）
学习方法：把握线索，学会抽象简化的研究方
法，重视习题和实验等。
高等工程热力学 - 绪论
工程应用
工程热力学 高等工程热ຫໍສະໝຸດ 学 热经济学二、本门课的内容
第一章 热力学基本原理及定义
§1-1 外界分析法(SAM)的热力学模型 §1-2 热力学第一定律 §1-3 热力学第二定律
第二章
热力学微分方程及工质的通用热力性质
§2-1 特性函数
§2-2 热物性参数 §2-3 热力学能、焓及熵的一般关系式 §2-4 有关比热的热力学关系式
四、教材与参考书目
教材：《工程热力学》（第二版）陈贵堂，王永珍， 北京理工大学出版社，2008.1
参考书目：
● 《工程热力学学习指导》陈贵堂，王永珍，北京理工大学出版社
●《高等工程热力学》陈宏芳，杜建华，清华大学出版社 ●《高等工程热力学》苏长荪，高等教育出版社 ●《高等工程热力学》童钧耕, 吴孟余, 王平阳编著，科学出版社
§2-5 焦尔—汤姆孙系数
§2-6 克拉贝龙方程 §2-7 工质的通用热力性质
第三章
无化学反应的多元系统
§3-1 吉布斯方程组 §3-2 齐次函数及欧拉定理 §3-3 分摩尔参数 §3-4 逸度 §3-5 标准态及理想溶液 §3-6 实际溶液、活度及活度系数 §3-7多元系统的相平衡
第四章
化学热力学
高等工程热力学
Advanced Engineering Thermodynamics
绪 论
一、热力学（Thermodynamics ）
（狭义）研究热能以及热能与其它能量相互转换 规律的科学。 （广义）研究能量属性及其转换规律，以及工质 热力性质及其变化规律的科学。 研究目的： 掌握和应用这些规律，充分合理地利用能量。 分类 分统计热力学 经典热力学
§4-1 质量守恒定律在化学反应过程中的应用
工程热力学 高等工程热ຫໍສະໝຸດ 学 热经济学二、本门课的内容
第一章 热力学基本原理及定义
§1-1 外界分析法(SAM)的热力学模型 §1-2 热力学第一定律 §1-3 热力学第二定律
第二章
热力学微分方程及工质的通用热力性质
§2-1 特性函数
§2-2 热物性参数 §2-3 热力学能、焓及熵的一般关系式 §2-4 有关比热的热力学关系式
四、教材与参考书目
教材：《工程热力学》（第二版）陈贵堂，王永珍， 北京理工大学出版社，2008.1
参考书目：
● 《工程热力学学习指导》陈贵堂，王永珍，北京理工大学出版社
●《高等工程热力学》陈宏芳，杜建华，清华大学出版社 ●《高等工程热力学》苏长荪，高等教育出版社 ●《高等工程热力学》童钧耕, 吴孟余, 王平阳编著，科学出版社
§2-5 焦尔—汤姆孙系数
§2-6 克拉贝龙方程 §2-7 工质的通用热力性质
第三章
无化学反应的多元系统
§3-1 吉布斯方程组 §3-2 齐次函数及欧拉定理 §3-3 分摩尔参数 §3-4 逸度 §3-5 标准态及理想溶液 §3-6 实际溶液、活度及活度系数 §3-7多元系统的相平衡
第四章
化学热力学
高等工程热力学
Advanced Engineering Thermodynamics
绪 论
一、热力学（Thermodynamics ）
（狭义）研究热能以及热能与其它能量相互转换 规律的科学。 （广义）研究能量属性及其转换规律，以及工质 热力性质及其变化规律的科学。 研究目的： 掌握和应用这些规律，充分合理地利用能量。 分类 分统计热力学 经典热力学
§4-1 质量守恒定律在化学反应过程中的应用
工程热力学绪论
能源与国民经济关系
首先，能源是现代生产的动力来源。现代化生产是建立在机械 化、电气化和自动化基础上的高效生产，所有生产过程都与能 源的消费同时进行着。现代国防也需大量的电力和石油。 其次，能源是珍贵的化工原料。
一个国家的国民经济发展与能源开发和利用的依存 关系，可以说没有能源就不可能有国民经济的发展。 一个国家的国民经济发展与能源消耗增长率之间存 在正比例关系——能源消费弹性系数
每人每年约1200~1600kg标准煤
（3）更高级的现代化生活所需要的能源消费量
每人每年约20000~30000kg标准煤。【工业发达国家水平
】
能源与环境
环境污染：
二氧化碳和水蒸气等多原子气体 冷却水排热
（一）温室效应与热污染
（二）酸雨(pH<5.6)
S02 和 NOx 紫外线辐射 氟氯烃类物质 燃料燃烧产生的N2O
大力开发新能源和清洁能源
节约能源
“节能”——采用技术上可行、经济上合理以及环境 和社会可以接受的措施，减少从能源生产到能源消费 中各个环节的损失和浪费，以便更有效、更合理地利 用能源，提高能源利用率和能源利用的经济效益。
节能与煤炭、石油及天然气、水力和核能四大 能源相提并论，称之为“第五能源”。
——在现有技术条件下已大规模生产和广泛利用的能源。 ——如煤、石油、天然气、水力能等；
2、 新能源
——目前科技水平条件下尚未被大规模利用或尚在研究开 发阶段的能源。
——如太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能及核能等。
(四)按照能否再生
针对一次能源：
1、可再生能源
——不会因被开发利用而减少，具有天然恢复能力的能源。 ——如太阳能、风能、海洋能、生物能等。
工程热力学第讲第章绪论
工程热力学第一讲第一章：绪论1. 热力学的概念热力学是研究热能转换、热效率、热平衡和热性质等方面的学科。
热力学的主要研究对象是热力学系统，包括封闭系统、开放系统和孤立系统等。
2. 热力学系统的分类封闭系统封闭系统是指物质不能从其中进出的系统。
封闭系统的热力学性质由体积、温度和内能等物理量描述。
开放系统开放系统是指物质可以从系统中进出的系统。
开放系统的热力学性质由流量、温度和内能等物理量描述。
孤立系统孤立系统是指不能与外界交换物质和能量的系统。
孤立系统的热力学性质由内能等物理量描述。
3. 热力学基本量温度温度是物质分子平均热运动的速度和能量大小的一种度量。
温度的单位是开尔文（K）或摄氏度（℃）。
压力压力是单位面积上的力的大小，单位为帕斯卡（Pa）或标准大气压（atm）等。
体积体积是物质占据的空间大小的一种度量，单位为立方米（m³）或升（L）等。
质量质量是物体所具有的惯性量的大小，单位为千克（kg）。
能量能量是物体所具有的做功能力的大小，单位为焦耳（J）或卡路里（cal）等。
4. 热力学过程热力学过程是指热力学系统在不同状态之间的变化，可分为四类：等温过程、等压过程、等容过程和绝热过程。
等温过程等温过程是指系统在恒定温度下进行热力学变化的过程，其内能恒定不变。
等压过程等压过程是指系统在恒定压力下进行热力学变化的过程，其体积恒定不变。
等容过程等容过程是指系统在恒定容积下进行热力学变化的过程，其压力恒定不变。
绝热过程绝热过程是指系统在无热交换的情况下进行热力学变化的过程，其熵不变。
5. 热力学第一定律热力学第一定律描述的是能量守恒原理，即在热力学系统进行热力学过程中，系统所吸收的热量等于系统所做的功加上内能的变化。
6. 热力学第二定律热力学第二定律描述的是热力学过程的方向性原理，即热量只能从温度高的物体向温度低的物体流动，热力学系统不可逆过程的熵增。
7. 热力学基本方程热力学基本方程描述的是热力学系统状态变化过程中所涉及的热力学函数之间的相互关系。
《工程热力学》(第四版)PPT课件00绪论
2020年11月3日
《工程热力学》（第四版）
7
0-3 工程热力学的研究内容及研究方法
热力学(经典热力学)—研究热能性质以及热能和其他能量相互转 换规律的科学。
工程热力学—热力学的一个分支，着重研究热能和机械能相互转 换的规律。
研究内容： ①热力学基本定律（热力学第一定律、热力学第二定律）；②热 力过程和热力循环；②工质的性质；③提高能量转换效率的途径。
进气过程：进气阀打开，排气阀关闭，活塞下行， 将空气吸入气缸。
压缩过程：进、排气阀关闭，活塞上行压缩空气， 使其温度和压力升高。
燃烧过程：喷油嘴向气缸内喷油，燃料燃烧，气缸 内气体压力和温度急剧升高（燃料的化学能转换为热 能）。
膨胀过程：高温高压气体推动活塞下行，通过曲轴 向外输出机械功。
排气过程：活塞接近下死点时，排气阀打开，废气 在气缸内外压差的作用下流出气缸。随后，活塞上行 将残余气体推出气缸。
上述过程周而复始地进行，实现了热能转换为机械能的任务。
2020年11月3日
《工程热力绪学》论（第四版）
4
2020年11月3日
《工程热力学》（第四版）
5
三、燃气轮机装置 压气机：从大气环境吸气，并将其压缩，使其压力和温度升高。
燃烧室：空气和燃料在其中混合并燃烧（燃料的化学能转换为热 能），得到高温高压的燃气。
压气机：吸入来自蒸发器的低压蒸气，通过压缩(耗功)使其压力 和温度提高。
冷凝器：使气体冷凝，得到常温高压的液体。 节流阀：使液体降压，产生低压低温的液体（含少量蒸气）。 蒸发器：通过壁面吸收冷藏库内的热量，工质汽化为低压气体， 同时使冷库降低温度或保持低温。
工质（气态或液态制冷剂）在压 气机作用下周而复始地循环，实现了 制冷的任务。
工程热力学绪论、第一章
热转换为机械功必须依靠工质的膨胀。 由于系统容积变化而通过截面向外界传递的
机械功称为膨胀功，也称容积功。 系统容积增大，则系统对外界做膨胀功，视
为正功；系统容积减小，则外界对系统做压 缩功，视为负功。
功=力×距离，若f是活塞的 截面积，则F=pf。于是单位 质量工质在微元热力过程中克 服外力所做的功为：
1、绝热系统：与外界无热量传递的系统 2、孤立系统：与外界既无能量又无物质交
换的系统
孤立系统表示图
在一个图中表示各系统
四、系统的内部状况
1、热源系统：提供热能的物质或能量 2、功源系统：提供机械功的物质或能量 3、质源系统：提供质量的物质或能量 4、单相系：物质、化学性质都均匀一致（固、液、
气） 5、单元或多元系统
单元：一种化学成分组成的系统 多元：两种以上的不同化学成分组成 6、均匀或非均匀系统 系统中化学、物理性质处处均匀一致的系统
第二节 工质的热力状态及其基本状态参 数
一、状态与状态参数 描述工质状态特征的各种物理量称为工质的状态 参数。 常见状态参数：温度（T）、压力（p）、比容
一、平衡状态 如果不受外界影响的条件下，系统的状态能 够始终保持不变，则系统的这种状态称为平 衡状态。
二、状态公理 确定纯物质系统平衡状态的独立参数=n+1 其中n表示传递可逆功的形式，加1表示能 量传递中的热量传递
三、状态方程 建立 温度、压力、比容这三个基本状态参 数之间的函数关系。而用p-v图来确定工质 状态。
（v ）、密度（ ）、内能（u）、焓（h）、熵
（s）、火用（ex）、自由能（f）、自由焓（g） 等
二、基本参数
1、温度 物体冷热程度的标志 理想气体热力学温度与分子平移动能的关系式：
机械功称为膨胀功，也称容积功。 系统容积增大，则系统对外界做膨胀功，视
为正功；系统容积减小，则外界对系统做压 缩功，视为负功。
功=力×距离，若f是活塞的 截面积，则F=pf。于是单位 质量工质在微元热力过程中克 服外力所做的功为：
1、绝热系统：与外界无热量传递的系统 2、孤立系统：与外界既无能量又无物质交
换的系统
孤立系统表示图
在一个图中表示各系统
四、系统的内部状况
1、热源系统：提供热能的物质或能量 2、功源系统：提供机械功的物质或能量 3、质源系统：提供质量的物质或能量 4、单相系：物质、化学性质都均匀一致（固、液、
气） 5、单元或多元系统
单元：一种化学成分组成的系统 多元：两种以上的不同化学成分组成 6、均匀或非均匀系统 系统中化学、物理性质处处均匀一致的系统
第二节 工质的热力状态及其基本状态参 数
一、状态与状态参数 描述工质状态特征的各种物理量称为工质的状态 参数。 常见状态参数：温度（T）、压力（p）、比容
一、平衡状态 如果不受外界影响的条件下，系统的状态能 够始终保持不变，则系统的这种状态称为平 衡状态。
二、状态公理 确定纯物质系统平衡状态的独立参数=n+1 其中n表示传递可逆功的形式，加1表示能 量传递中的热量传递
三、状态方程 建立 温度、压力、比容这三个基本状态参 数之间的函数关系。而用p-v图来确定工质 状态。
（v ）、密度（ ）、内能（u）、焓（h）、熵
（s）、火用（ex）、自由能（f）、自由焓（g） 等
二、基本参数
1、温度 物体冷热程度的标志 理想气体热力学温度与分子平移动能的关系式：
工程热力学读书笔记(完整版)
工程热力学读书笔记（完整版）第一部分：绪论1、工程热力学工程热力学是研究热能有效利用及其热能与其他形式能量转换规律的科学。
2、热力学分类工程热力学（热能与机械能），物理热力学，化学热力学等3、热力装置的共同特点热源和冷源、工质、容积变化功、循环4、热效率1WQ η==收益代价5、工程热力学研究内容能量转换的基本定律，工质的基本性质和热力过程，热工转换设备及其工作原理，化学热力学基础。
6、工程热力学研究方法（1）宏观方法：连续体(continuum)，用宏观物理量描述其状态，其基本规律是无数经验的总结（如：热力学第一定律）。
特点：可靠，普遍，不能任意推广经典（宏观,平衡）热力学（2）微观方法：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，模型近似微观（统计）热力学第一章：基本概念1、热力系统（1）热力系统(热力系、系统)：人为指定的研究对象（如：一个固定的空间）；（2）外界：系统以外的所有物质；（3）边界(界面)：系统与外界的分界面；（4）系统与外界的作用都通过边界；（5）以系统与外界关系划分：有无是否传质开口系闭口系是否传热非绝热系绝热系是否传功非绝功系绝功系是否传热、功、质非孤立系孤立系（6）简单可压缩系统只交换热量和一种准静态的容积变化功；2、状态和状态参数（1）状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况（2）状态参数：描述热力系状态的物理量（3）状态参数的特征：●状态确定，则状态参数也确定，反之亦然●状态参数的积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只与初终态有关●状态参数的微分特征：全微分（4）强度参数与广延参数●强度参数：与物质的量无关的参数，如压力p、温度T●广延参数：与物质的量有关的参数可加性,如质量m、容积V、内能（也称之为：热力学能）U、焓H、熵S3、基本状态参数（1）压力p(pressure)●物理中压强，单位:Pa(Pascal),N/m2。
●绝对压力与环境压力的相对值——相对压力；●只有绝对压力p才是状态参数；●大气压随时间、地点变化；（2）温度T(Temperature)传统：冷热程度的度量。
《工程热力学》教学课件绪论第1章
4 英国
9755 23770
5.7
21217.6 21900
0.2
5 加拿大 5680 12716
5.2
20908.9 24034
0.9
6 俄罗斯 6081
9906
3.1
87827
4487
-17
7 日本 29320 43684
2.5
44591.6 43460 -0.2
8 韩国
2536
8882
8.1
9265
《工程热力学》教学课件
授课60学时 实验4学时
工程热力学 Thermodynamics
能源概论（绪论） §0-1 自然界的能源及其利用
一、能源及其分类
定义:能源是指可向人类提供各种能量和动力的物质 资源。
能源可以根据来源、形态、使用程度和技术、 污染程度以及性质等进行分类:
工程热力学 Thermodynamics (一)按来源分:
第一节 热力系、状态与状态参数 一、热力系统与工质
1、定义 人为划定的一定范围内的研究对象称为热力系统， 简称热力系或系统。
11
固定边界
移动边界
系统
系统
边界
22
热力系统
2、分类
工程热力学 Thermodynamics
按物质 闭口系：与外界无物质交换的系统 CM
交换 开口系：与外界有物质交换的系统 CV
1850~1851年克劳修斯和开尔文先后独立提出了热力学第二定律； 1906~1912年能斯特提出了热力学第三定律。
工程热力学 Thermodynamics
§0-3 工程热力学的研究对象、内容和方法
一、研究对象
热力学是研究热能和机械能相互转换规律，以提高能量利 用经济性（节能）为主要目的的一门学科。
工程热力学0绪论 (8)
1.136103 kJ / kg
2）~4）即计算不计动、位能差及散热损失时 所得轴功的相对偏差
KE
1 2 c 2 1.5% ws
PE
gz ws
0.01%
q
q ws
1.3%
220t / h 103 1.136103 kJ / kg 5） P qm ws 3600 6.94104 kW
系统体积变化所 1 完成的功 2）膨胀功是简单可压缩系统热变功的源泉 3）膨胀功往往对应闭口系所求的功 系统通过轴与外 1）轴功是开口系所求的功 界交换的功 2）当工质进出口动、位能不计，ws=wt ， 即此时开口系所求功为技术功 工质在机器内部 1）与轴功ws间差额为机器各部分摩擦损失 对机器所作的功 2）忽略摩擦损失， wi=ws 开口系中因工质 推动功只有在工质移动位置时才起作用 流动而传递的功 开口系为维持工 流动功 wf 是进出口推动功之差，即 质流动所需的功 wf = Δ( pv ) = p2v2 - p1v1 开口系输出的可 1） wt与wi的关系: wt=1/2ΔCf2 + gΔz + wi 资利用的总的机 2） wt与 w 、wf 的关系: wt = w - Δ( pv ) 械能形式的能量 3）可逆，wt 2 vdp ，这也是动、位能差 1 不计时的最大内部功
解：取A为系统—— 非稳定开口系
δQ dECV 1 2 1 2 h cf gz δmout h cf gz δmin δW 2 2 out in
容器刚性绝热 Q 0
W 0
mout 0
忽略动能差及位能差，则 hinmin dECV dU d (mu)
代入（A）式
《工程热力学》电子讲稿-all
第0章绪论一、相关知识1。
能源与能量的利用能量一切物质都具有能量。
能源:提供各种有效能量的物质资源。
暖气—热能；风—风能；太阳—太阳能；原子—原子能，汽、柴油-化学能。
能量的利用过程实质是能量的传递和转换过程，参看课本图0—1。
大多数的能量以热能的形式被利用.热能的直接应用——供热、采暖热能的动力应用——转化为机械能或电能2.热力学热力学：一门研究物质的能量、能量传递和转换以及能量与物质性质之间普遍关系的科学. 工程热力学：研究热能与其他形式能量（主要为．．．机械能．．．）之间的转换规律及其工程应用,是热力学的工程分支。
3.常见的能量转换装置（1）蒸汽动力装置锅炉（2) 内燃机汽油机/ 柴油机(3）燃气轮机航空发动机、机车（4) 蒸汽压缩制冷装置冷库、空调四种装置都是热能与机械能的相互转换。
二、课程内容1.基本概念及定律（基础）热力系统、状态参数、平衡态、热力学第一定律、第二定律等等.U（热力学能）、H(焓）、S（熵Entropy）、Ex（Exergy)、An（Anergy）热力学第0定律：两个系统分别与第三个系统处于热平衡，则两系统彼此也必然处于热平衡。
热力学第1定律：热能作为一种能量形态，可以和其它能量形态相互转换，转换中能量的总量守恒。
热力学第2定律:一切自发实现的涉及热现象的过程都是不可逆的。
热力学第3定律：当趋于绝对零度时，各种物质的熵都趋于零.2.能量转换过程和循环的分析研究及计算方法（方法）热能 机械能提高热效率大气中的热能能否利用？抽掉中间挡板是否做功？3.能量转换过程常用工质的热力性质（工具）水、氧气、空气、氨（制冷剂）4.化学热力学（第十三章，自学）（补充) 燃料的燃烧基础+方法+工具+(补充）三、研究方法热力学按研究方法分1。
宏观热力学（经典)宏观热力学：以热力学第一第二定律为基础，简化模型，推导公式得出结论，结果可靠。
不足：未考虑分析原子结构，无法说明热现象本质及其内在原因。
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——如煤、石油、天然气、风能、水力能、太阳能、地热 能、海洋能、生物能等。
2、 二次能源
——由一次能源直接或间接转化而来的能源。
——如电力、煤气、汽油、沼气、氢气、甲醇、酒精等。
(三)按照开发利用的情况 1、 常规能源
——在现有技术条件下已大规模生产和广泛利用的能源。 ——如煤、石油、天然气、水力能等；
绪论
§0-1 自然界的能源及其应用 一、能量
能量是物质运动的度量。每一种运动 形式对应着一种能量形态。
世界由物质构成，一切物质都处于运动状态。 一切物质都具有能量。
*能量形式*
(1)机械能 (2)热能
主要包括物体的动能和势能，二者统 称为宏观机械能。 物质分子的热运动动能和分子间相互作 用力具有的位能之和。
工程热力学
Engineering Thermodynamics
热能与动力工程系
课程简介
热力学学科的分支。 工程热力学是热工、储运、建环、装控等专业的 一门必修的专业技术基础课程。 本课程主要围绕着热能与机械能相互转换的规律、 条件和方法，以及如何提高转换效率的途径展开 的。 3个学分，课内44学时，两个实验。
1、地球本身蕴藏的能源，如核能、地热能等； 间接来源
2、来自地球以外天体的能源
于太阳能
如太阳能，风能、水力能、海洋能、生物质能以及化 石燃料(如煤、石油、天然气等)；
3、地球与其他天体的相互作用产生的能源，如潮汐能。
(二)按照开发的步骤
1、 一次能源
——在自然界以自然形态存在可以直接开发利用的能源。
吸热
膨胀 乏 汽 放热
发电机
对外 做功
给 水
升压
冷却水 环境介质 （冷源）
凝结水
二、内燃机
（燃气）
气 缸 活 塞
柴油机
排气管
废 气
喷 油 嘴
气缸
曲轴
对外 做功
空 气
燃烧 上死点
吸气 压缩 膨胀 排气
下死点
四、制冷装置（或热泵）
制冷装置：以制冷为目的； 热泵：制热为目的；
双制式空调：既制冷又制热。
2、 新能源
——目前科技水平条件下尚未被大规模利用或尚在研究开 发阶段的能源。
——如太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能及核能等。
(四)按照能否再生
针对一次能源：
1、可再生能源
——不会因被开发利用而减少，具有天然恢复能力的能源。 ——如太阳能、风能、海洋能、生物能等。
2、非再生能源
——指储量有限，随着被开发利用而日益减少，最终将会 枯竭的能源。
机
发电机
械
能
电动机
热用户
电
能
通过热能形式被利用的能源，世界各国平均超过85％，我国90％以上。
热能及其利用
在能量转换与利用过程中，热能不仅是最常见的形式，而且具有特殊 重要的作用。
热能的直接利用：直接用热能加热物体。热能形式不变。
如取暖、烘干、冶炼、蒸煮以及化工过程中分馏等
热能的间接利用：把热能转换为机械能电能，为生产和
节能与煤炭、石油及天然气、水力和核能四大 能源相提并论，称之为“第五能源”。
能源建设要走可持续发展的道路，必须两条腿走路： 一是合理利用能源，提高能源利用率，包括从技术上 改进现有的能源利用系统和设备，将可用能的损失减 少到最低限度，并积极开发高效、低污染的能源利用 系统和先进的节能设备； 二是大力开发对环境无污染或污染很小的新能源，如 太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、生物质能以 及核能等。
生活提供动力。热能形式发生了变化。
如火力发电、交通运输、石油化工、机械制造以及各种动力装置
五、热力学的发展简史
远古时代钻木取火；薪柴时期，热能的直接利用。简单动力机械， 如风车，水车等，但功率太小。
1784年瓦特单缸汽轮机；“煤炭时期”和“石油时期”，热能的 间接利用。内燃机、燃气轮机和蒸汽轮机等，汽车、飞机和火力 发电设备等；各种制冷设备，如冰箱、冷冻机和空调等。
制冷机 或热泵 吸 热
W0
QL
低温热源
（1）主要内容
工程热力学：工程热力学的基本概念和基本定律、 常用工质的基本热力性质、基本热力过程和热力循 环的分析计算等。
（2）研究方法
宏观研究方法——经典热力学（主要方法）
以热力学第一定律、第二定律作为分析和推理的基础，对宏 观的热力过程进行研究，不涉及物质的微观结构和物质分子、 原子的微观行为，因此分析推理的结果具有可靠性和普遍性。
装置系统不同
设备结构不同
工作特性不同 热能与机械能的转换方式不同 工程热力学不深入研究各种设备的具体结构 和各自特性，而是研究它们的共性问题。
能量转换过程中的共性问题
必须要有一套设备
热能 →机械能（热机）；机械能→热能（制冷机或热泵）
必须借助工质-热能与机械能相互转换的媒介物质
——如煤、石油、天然气等。
(五)按照污染程度 1、清洁能源
——即对环境无污染或污染很小的能源。
——如太阳能、风能、水能、海洋能等。
2、非清洁能源
——即对环境污染较大的能源。 ——如煤、石油、天然气等。
通常的分类方法：
类别
常规能源
新能源
一次能源
煤、石油、天然气、 核能、太阳能、风能、 水力能等 地热能、海洋能、生 物能等 电力、汽油、柴油、 沼气、氢能等 煤气、焦炭、液化 石油气、蒸汽等
空调
（家用壁挂式）
蒸汽压缩制冷装置
基本特点： 1、热源，冷源 2、工质（制冷剂） 3、得到容积变化功 4、循环 (加压、放热、 膨胀、吸热)
举例：蒸汽压缩制冷装置
放热
（常温） 高压液体 降降 压温
热源
（高温） 高压蒸气
膨胀
压缩
消耗 外部功
低温 液体 （低压）
低压蒸气
冷源
吸热
各种能量转换装置的不同之处：
二次能源
三、能源利用与人类社会的关系
能源是人类社会生存的基础 能源的开发和利用是人类社会发展的动力，而能源开 发和利用水平又是人类社会文明的重要标志之一。
三个能源时期：
都与人类社会生产力的发展密切地联系在一起
薪柴时期 煤炭时期
钻木取火
“薪柴、秸杆 等” “煤炭”
熟食、取暖等 人力、畜力、水力
温度是物体具有热能多少的宏观标志之一 (3)电能 (4)化学能 (5)核能
与电荷的运动与积蓄有关的能量。 与物质的化学结构有关，通过物质化 学反应释放的能量。 蕴藏在物质原子核的内部，通过核反应 (核裂变或核聚变)释放的能量。
(6)辐射能
物体以电磁波的形式向外发射的能量。
二、能源及其分类
能源是指能够直接或间接提供能量的物质资源。 (一)根据初始来源
低温热源—温度较低的物体，简称冷源
例如环境大气、冷却水等
——可以是恒温，也可以是变温的
QH > QL
高温热源 吸 热
热动力装置
工质从高温热源吸 热，在热机中将其中一 部分转化为机械能而对 外做功，并把其余部分 传给低温热源。
QH
输出功
W0
热机
放 热
QL
低温热源
制冷装置或热泵
高温热源
放 热
QH
输入功
四、能量的转换与利用
能量的利用过程实质上是能量的传递与转换过程。
风 能 燃 料 电 池 （ 酒 精 、 氢 ） 水 力 能
海 洋 能
化 学 能
燃烧
核 能 核反应
地 热 能
太 阳 能
传热
光 电 反 应
光 合 作 用 生 物 质 能
风 车
水 车 水力机械 热机
热 能
温 差 发 电
【85%以上】 磁 流 体 发 电
瓦特蒸汽机的出现和第一次工业大革命，推动了热工理论的研究。 对“工程热力学”创立和发展作出过突出贡献的有：法国工程师 卡诺、德国科学家迈耶尔、英国科学家焦耳、德国科学家克劳修 斯、英国科学家开尔文以及范德瓦尔、朗肯、喀喇提奥多利和凯 南等其他一些科学家。
热力学发展史上的重要事件及人物：
1．18世纪初，带动往复式水泵的原始蒸汽机出现。 2．1763-1784年间，英国人瓦特改进了原始蒸汽机；研制成功了应用高 于大气压力的蒸汽和带有独立凝汽器的单缸蒸汽机。 3．1824年，法国人卡诺提出了卡诺定理与卡诺循环，发现了循环热机中 热能变为机械能的根本条件一必须有热源和冷源。 4．1840-1851年间，迈耶、焦耳等人建立了热力学第一定律。 5．1850-1851年间，克劳修斯和汤姆逊先后提出了热力学第二定律。 6．1906-1912年间，能斯特建立了热力学第三定律。 7．1942年，凯南提出有效能概念。 8．19世纪末，发明汽轮机，内燃机出现；20世纪40年代，出现燃气轮机， 得到越来越广泛的应用。
烧煤电站：烟囱排放物中存在 放射性物质(主要是氡-222)
（五）其他污染
大气污染物 —烟雾事件 排气、烟尘和排渣：微量重金属汞；镍、铬致癌物质； 烟尘中吸附的环芳烃是强致癌物。
能源利用与人类社会的可持续发展
能源问题、环境污染、可持续发展
大力开发新能源和清洁能源
节约能源
“节能”——采用技术上可行、经济上合理以及环境 和社会可以接受的措施，减少从能源生产到能源消费 中各个环节的损失和浪费，以便更有效、更合理地利 用能源，提高能源利用率和能源利用的经济效益。
18世纪工业革命 20世纪50年代
蒸汽机 、电能； 电动机、电灯等
2、 二次能源
——由一次能源直接或间接转化而来的能源。
——如电力、煤气、汽油、沼气、氢气、甲醇、酒精等。
(三)按照开发利用的情况 1、 常规能源
——在现有技术条件下已大规模生产和广泛利用的能源。 ——如煤、石油、天然气、水力能等；
绪论
§0-1 自然界的能源及其应用 一、能量
能量是物质运动的度量。每一种运动 形式对应着一种能量形态。
世界由物质构成，一切物质都处于运动状态。 一切物质都具有能量。
*能量形式*
(1)机械能 (2)热能
主要包括物体的动能和势能，二者统 称为宏观机械能。 物质分子的热运动动能和分子间相互作 用力具有的位能之和。
工程热力学
Engineering Thermodynamics
热能与动力工程系
课程简介
热力学学科的分支。 工程热力学是热工、储运、建环、装控等专业的 一门必修的专业技术基础课程。 本课程主要围绕着热能与机械能相互转换的规律、 条件和方法，以及如何提高转换效率的途径展开 的。 3个学分，课内44学时，两个实验。
1、地球本身蕴藏的能源，如核能、地热能等； 间接来源
2、来自地球以外天体的能源
于太阳能
如太阳能，风能、水力能、海洋能、生物质能以及化 石燃料(如煤、石油、天然气等)；
3、地球与其他天体的相互作用产生的能源，如潮汐能。
(二)按照开发的步骤
1、 一次能源
——在自然界以自然形态存在可以直接开发利用的能源。
吸热
膨胀 乏 汽 放热
发电机
对外 做功
给 水
升压
冷却水 环境介质 （冷源）
凝结水
二、内燃机
（燃气）
气 缸 活 塞
柴油机
排气管
废 气
喷 油 嘴
气缸
曲轴
对外 做功
空 气
燃烧 上死点
吸气 压缩 膨胀 排气
下死点
四、制冷装置（或热泵）
制冷装置：以制冷为目的； 热泵：制热为目的；
双制式空调：既制冷又制热。
2、 新能源
——目前科技水平条件下尚未被大规模利用或尚在研究开 发阶段的能源。
——如太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能及核能等。
(四)按照能否再生
针对一次能源：
1、可再生能源
——不会因被开发利用而减少，具有天然恢复能力的能源。 ——如太阳能、风能、海洋能、生物能等。
2、非再生能源
——指储量有限，随着被开发利用而日益减少，最终将会 枯竭的能源。
机
发电机
械
能
电动机
热用户
电
能
通过热能形式被利用的能源，世界各国平均超过85％，我国90％以上。
热能及其利用
在能量转换与利用过程中，热能不仅是最常见的形式，而且具有特殊 重要的作用。
热能的直接利用：直接用热能加热物体。热能形式不变。
如取暖、烘干、冶炼、蒸煮以及化工过程中分馏等
热能的间接利用：把热能转换为机械能电能，为生产和
节能与煤炭、石油及天然气、水力和核能四大 能源相提并论，称之为“第五能源”。
能源建设要走可持续发展的道路，必须两条腿走路： 一是合理利用能源，提高能源利用率，包括从技术上 改进现有的能源利用系统和设备，将可用能的损失减 少到最低限度，并积极开发高效、低污染的能源利用 系统和先进的节能设备； 二是大力开发对环境无污染或污染很小的新能源，如 太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、生物质能以 及核能等。
生活提供动力。热能形式发生了变化。
如火力发电、交通运输、石油化工、机械制造以及各种动力装置
五、热力学的发展简史
远古时代钻木取火；薪柴时期，热能的直接利用。简单动力机械， 如风车，水车等，但功率太小。
1784年瓦特单缸汽轮机；“煤炭时期”和“石油时期”，热能的 间接利用。内燃机、燃气轮机和蒸汽轮机等，汽车、飞机和火力 发电设备等；各种制冷设备，如冰箱、冷冻机和空调等。
制冷机 或热泵 吸 热
W0
QL
低温热源
（1）主要内容
工程热力学：工程热力学的基本概念和基本定律、 常用工质的基本热力性质、基本热力过程和热力循 环的分析计算等。
（2）研究方法
宏观研究方法——经典热力学（主要方法）
以热力学第一定律、第二定律作为分析和推理的基础，对宏 观的热力过程进行研究，不涉及物质的微观结构和物质分子、 原子的微观行为，因此分析推理的结果具有可靠性和普遍性。
装置系统不同
设备结构不同
工作特性不同 热能与机械能的转换方式不同 工程热力学不深入研究各种设备的具体结构 和各自特性，而是研究它们的共性问题。
能量转换过程中的共性问题
必须要有一套设备
热能 →机械能（热机）；机械能→热能（制冷机或热泵）
必须借助工质-热能与机械能相互转换的媒介物质
——如煤、石油、天然气等。
(五)按照污染程度 1、清洁能源
——即对环境无污染或污染很小的能源。
——如太阳能、风能、水能、海洋能等。
2、非清洁能源
——即对环境污染较大的能源。 ——如煤、石油、天然气等。
通常的分类方法：
类别
常规能源
新能源
一次能源
煤、石油、天然气、 核能、太阳能、风能、 水力能等 地热能、海洋能、生 物能等 电力、汽油、柴油、 沼气、氢能等 煤气、焦炭、液化 石油气、蒸汽等
空调
（家用壁挂式）
蒸汽压缩制冷装置
基本特点： 1、热源，冷源 2、工质（制冷剂） 3、得到容积变化功 4、循环 (加压、放热、 膨胀、吸热)
举例：蒸汽压缩制冷装置
放热
（常温） 高压液体 降降 压温
热源
（高温） 高压蒸气
膨胀
压缩
消耗 外部功
低温 液体 （低压）
低压蒸气
冷源
吸热
各种能量转换装置的不同之处：
二次能源
三、能源利用与人类社会的关系
能源是人类社会生存的基础 能源的开发和利用是人类社会发展的动力，而能源开 发和利用水平又是人类社会文明的重要标志之一。
三个能源时期：
都与人类社会生产力的发展密切地联系在一起
薪柴时期 煤炭时期
钻木取火
“薪柴、秸杆 等” “煤炭”
熟食、取暖等 人力、畜力、水力
温度是物体具有热能多少的宏观标志之一 (3)电能 (4)化学能 (5)核能
与电荷的运动与积蓄有关的能量。 与物质的化学结构有关，通过物质化 学反应释放的能量。 蕴藏在物质原子核的内部，通过核反应 (核裂变或核聚变)释放的能量。
(6)辐射能
物体以电磁波的形式向外发射的能量。
二、能源及其分类
能源是指能够直接或间接提供能量的物质资源。 (一)根据初始来源
低温热源—温度较低的物体，简称冷源
例如环境大气、冷却水等
——可以是恒温，也可以是变温的
QH > QL
高温热源 吸 热
热动力装置
工质从高温热源吸 热，在热机中将其中一 部分转化为机械能而对 外做功，并把其余部分 传给低温热源。
QH
输出功
W0
热机
放 热
QL
低温热源
制冷装置或热泵
高温热源
放 热
QH
输入功
四、能量的转换与利用
能量的利用过程实质上是能量的传递与转换过程。
风 能 燃 料 电 池 （ 酒 精 、 氢 ） 水 力 能
海 洋 能
化 学 能
燃烧
核 能 核反应
地 热 能
太 阳 能
传热
光 电 反 应
光 合 作 用 生 物 质 能
风 车
水 车 水力机械 热机
热 能
温 差 发 电
【85%以上】 磁 流 体 发 电
瓦特蒸汽机的出现和第一次工业大革命，推动了热工理论的研究。 对“工程热力学”创立和发展作出过突出贡献的有：法国工程师 卡诺、德国科学家迈耶尔、英国科学家焦耳、德国科学家克劳修 斯、英国科学家开尔文以及范德瓦尔、朗肯、喀喇提奥多利和凯 南等其他一些科学家。
热力学发展史上的重要事件及人物：
1．18世纪初，带动往复式水泵的原始蒸汽机出现。 2．1763-1784年间，英国人瓦特改进了原始蒸汽机；研制成功了应用高 于大气压力的蒸汽和带有独立凝汽器的单缸蒸汽机。 3．1824年，法国人卡诺提出了卡诺定理与卡诺循环，发现了循环热机中 热能变为机械能的根本条件一必须有热源和冷源。 4．1840-1851年间，迈耶、焦耳等人建立了热力学第一定律。 5．1850-1851年间，克劳修斯和汤姆逊先后提出了热力学第二定律。 6．1906-1912年间，能斯特建立了热力学第三定律。 7．1942年，凯南提出有效能概念。 8．19世纪末，发明汽轮机，内燃机出现；20世纪40年代，出现燃气轮机， 得到越来越广泛的应用。
烧煤电站：烟囱排放物中存在 放射性物质(主要是氡-222)
（五）其他污染
大气污染物 —烟雾事件 排气、烟尘和排渣：微量重金属汞；镍、铬致癌物质； 烟尘中吸附的环芳烃是强致癌物。
能源利用与人类社会的可持续发展
能源问题、环境污染、可持续发展
大力开发新能源和清洁能源
节约能源
“节能”——采用技术上可行、经济上合理以及环境 和社会可以接受的措施，减少从能源生产到能源消费 中各个环节的损失和浪费，以便更有效、更合理地利 用能源，提高能源利用率和能源利用的经济效益。
18世纪工业革命 20世纪50年代
蒸汽机 、电能； 电动机、电灯等