热力学基础考试复习课件

净效应：对内作功，放热 制热循环：制热系数
T1 Q1
W
Q2 T0
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第二节 气体的性质
理想气体状态方程 理想气体比热 理想气体混合气性质 理想气体热力过程
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一、理想气体状态方程
理想气体：忽略气体分子间相互 作用力和分子本身体积影响,仅具 有弹性质点的气体
注意！当实际气体p→0、v→0的 极限状态时，气体为理想气体。
质传递 热传递 功传递
闭口系 统
无
开口系 统
有
绝统热注系意：绝对的闭口系无统、绝热系统、
孤统孤立立系系统，实无际是不存在无的
无
5
例子
以液态水为系统 开口系统
6
例子
以液态水和加热 蒸发后的水蒸气 为系统 闭口系统
7
例子
以液态水、加热 蒸发后的水蒸气 以及加热设备为 系统
绝热系统
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二、状态与状态参数
温差 — 热不平衡势 压差 — 力不平衡势
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准静态过程
系统经历的一系列无限小偏离平 衡状态并随时迅速恢复平衡状态的 过程。
准静态过程是无限接近平衡的过 程
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可逆过程
系统经历某一过程后，如能在过 程逆向进行后使外界和系统同时回 复到初始状态而不留下任何变化的 过程。
可逆过程是无耗散效应的准静态 过程
绝对压力=大气压力+相对压力 表压力：相对压力为正值。 真空度：相对压力为负值。
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压力量度示意图
pe
p
pv
pb
p
20
压力的测量
21
3、基本状态参数-比容v
单位质量工质 所占有的容积称 为比容。
单位容积中所 含工质的质量称 为密度。
V
v
m3/kg
m
m kg/m3
V
1
22
四、平衡状态
系统与外界既没有能量交换也没 有质量交换的条件下，系统参数不 随时间变化的状态称为平衡状态。
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1、正循环
顺时针方向
p1
T
2
21
V 对外作功
S 吸热
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正循环的评价指标
净效应：对外作功，吸热 动力循环：热效率
T1 Q1
W
Q2 T2
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2、逆循环
逆时针方向
p1
T
2
21
V
S
对内作功
放热
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逆循环的评价指标
净效应：对内作功，放热 制冷循环：制冷系数
T0 Q1
W
Q2 T2
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逆循环的评价指标
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一、理想气体状态方程
Rm——通用气体常数 R——气体常数
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二、理想气体的比热
比热:单位质量的物质升高或降 低1K所吸收或放出的热量。
用比热计算内能, 焓, 热量
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三、理想气体混合气性质
理想气体混合气的分压力之和等 于总压力
理想气体混合气的分容积之和等 于总容积
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四、理想气体热力过程
n 是常量， 每一过程有一个 n 值
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四、理想气体热力过程
n=0 n=1 n=k n=
定压过程 定温过程 定熵过程 定容过程
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理想气体热力过程的p-v、T-s图
pT s v
p
T
sv p
T
v
s
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第三节 热力学第一定律
热力学第一定律实质 焓及其物理意义
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一、热力学第一定律实质
能量既不能被创造，也不能被消 灭，它只能从一种形式转换成另一 种形式，或从一个系统转移到另一 个系统，而其总量保持恒定，这一 自然界普遍规律称为能量守恒与转 换定律。
M是质量流量，对于闭口系统M=0
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二、焓
焓的定义式：焓=内能+流动功 对于m千克工质： H U pV 对于1千克工质： h=u+ p v
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焓的物理意义
对流动工质(开口系统)，表示沿 流动方向传递的总能量中，取决于 热力状态的那部分能量
对不流动工质(闭口系统)，焓只 是一个复合状态参数
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帕斯卡 千帕
N/m2 103 Pa
MPa 兆帕 106 Pa
17
2、基本状态参数-压力 p
压力单位的换算： 1bar=105Pa 1atm=1.013105Pa
=10.33mH2O =760mmHg
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2、基本状态参数-压力 p
绝对压力：以绝对真空为基准量 得的压强。
相对压力：以大气压强为基准量 得的压强。
11
1、基本状态参数-温度t
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。
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2、基本状态参数-压力 p
容器中大量分子碰撞器壁的结果 形成了气体对器壁的压力，即作用 于单位面积容器壁面上所受的垂直 力。
P F A
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2、基本状态参数-压力 p
单位: Pa
kPa
第四节 热力学第二定律
热力学基础
1
第一节 热力学基本概念
热力系统 状态与状态参数 基本状态参数 热力过程 功和热量 热力循环
2
一、热力系统
➢热力系统：分离出的研究对象 ➢外界：系统以外的所有物质 ➢边界：系统与外界的分界面
➢注意！系统与外界的作用都通过边界
功、热、质 传递
3
边界特性
真实、虚构 固定、活动
4
热力系统分类
热力学第一定律主要说明热能与 机械能在转换过程中的能量守恒。
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一、热力学第一定律实质
热是能的一种，机械能变热能， 或热能变机械能的时候，它们间的 比值是一定的。
热可以变为功，功也可变为热， 一定量的热消失时，必产生相应量 的功；消耗一定量的功时，必出现 与之对应的一定量的热。
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表达式
流入系统的能量—流出系统的能量 = 系统内能的增量
热力状态：工质在某一瞬间表现出 的热力性质。 状态参数：描述工质状态特性的物 理量
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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
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三、基本状态参数
基本状态参数：与物质的量无关 的参数，可直接用仪器测出，如压
力 p、温度t，比容v。
导出状态参数：与物质的量有关 的参数，具有可加性，可由基本状 态参数导出，如比焓h、比熵s等。
（无摩擦）
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区别
准静态过程 内部平衡
可逆过程 内部平衡 与外界平衡
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五、功和热量
热量
系
功
统
质量
外界热源 外界功源 外界质源
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五、功和热量
由于压差引起的
功和热量都是通过边界传递的能 量
来自百度文库由于温差引起的
功和热量是过程量，不是状态参 数，不仅与初终状态有关、而且与 过程有关。
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热量
在温差作用下,系统与外界通过 界面传递的能量。
系统吸热热量为正，系统放热为 负
热量是传递过程中能量的一种形 式，与热力过程有关
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功
除温差以外的其它不平衡势差所 引起的系统与外界传递的能量.
规定: 系统对外作功为正，外界 对系统作功为负。
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六、热力循环
要实现连续作功，必须构成循环 热力循环：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。