吉林大学工程热力学课件001工程热力学第一讲
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一、状态（热力状态）：
系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状 况称为系统的热力状态，简称状态。
二、状态参数：
用于描述系统平衡状态的物理量称为 状态参数，如温度、压力、比体积等。
22.11.2020
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三、基本状wk.baidu.com参数
（一）压力 单位面积上所受到的垂直作用力（即压强）。
p F A
1.单位 : Pa （帕），1 Pa =1 N/ m2
例：状态1变化到状态2
22.11.2020
26
中期考试:
1.考试时间：12月初，提前一周报名
2.考试成绩
3.要求：实验必做、作业全交
4.网址：
①http://trp.jlu.edu.cn/software/net/GCRLX/index.htm ②校内办公--教学在线--教学资源平台--省级精品课 ③汽车学院主页--精品课程
机械能 : 物体的动能与势能； 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。
22.11.2020
6
三.能量的转换与利用
燃料电池
机械能
氢、酒精等二次能源
电能
辐射能
光电池
发电机
机械
风能、水能、海洋能
22.11.2020
15
（二）按系统与外界相互作用的性质分： 1.按与外界有无质量交换 （1）闭口系统：
与外界无物质交换的系统。系统的质 量始终保持恒定，也称为控制质量系统。
（2）开口系统：
与外界有物质交换的系统。系统的容 积始终保持不变，也称为控制容积系统。
22.11.2020
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2.按与外界有无热量交换分： （1）绝热系统：
吉林大学工程热力学课件001工程热力学第一讲
工程热力学B
22.11.2020
主讲：刘研
汽车工程学院热能工程系
2
考试成绩 70分
成绩分布
平时成绩 实验成绩
15分 5分
素质成绩 10分
22.11.2020
3
教材：《工程热力学》华自强 张忠进编
高等教育出版社出版
参考书：《工程热力学》 朱明善 等编
清华大学出版社出版
8
五.工程热力学课程的主要内容
1.研究能量转换的客观规律； 2.研究各种热力装置的工作过程； 3.研究工质的基本热力性质。
22.11.2020
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第一章 基本概念
§1-1 热力系统 一、热机：
能将热能转换为机械能的机器。
二、工质：
实现热能和机械能之间转换的媒介物质。
22.11.2020
10
三、热源：
1 MPa = 103 kPa =106 Pa
22.11.2020
20
2.常用压力单位：
1 bar（巴） = 105 Pa 1 atm（标准大气压） = 1.013105 Pa 1 at （工程大气压） = 0.981105 Pa 1 mmH2O（毫米水柱） = 9.81 Pa 1 mmHg （毫米汞柱） = 133.3 Pa
22.11.2020
返回 27
作业:
1-8、1-14、1-19； 2-7、2-18； 3-3、3-9、3-10、3-20； 4-6、4-10、4-11
5-6、5-20； 6-5、6-13； 7-1、7-5； 8-5；
符号v表示，单位为 m3/kg 。
vV m
2. 密 度：单 位 体 积 工 质 的 质 量 ， 用 符 号
表示。单位为 kg/ m3 。
v 1
3.意义：系统与外界作功与否的标志。
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四、状态参数的性质
1.给定状态和该状态下的状态参数是一一 对应的；
2.状态参数的数值仅取决于系统的状态， 而与到达该状态所经历的途径无关；
23
3.单位：
(1) 摄氏温标:用符号t 表示，单位为℃ 。
(2) 热力学温标（绝对温标）:
用符号T 表示，单位为 K（开）。 (3) 热力学温标与摄氏温标的关系：
温差:1 K = 1 ℃
t = T – 273.15 K
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24
（三）比体积
1. 定 义 ：单位质量的工质所占有的体积，用
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3.压力测量：
p =pb +pe
p =pb -pv
只有绝对压力 p 才是状态参数。
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（二）温度
1.定义：温度是反映物体冷热程度的物理量。
2.热力学第零定律：
如果两个物体中的每一个都分别与第三 个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必 处于热平衡。
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系统以外的物体称为外界或环境。
系统与外界之间的分界面称为边界。
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链接
13
五、边界的属性
1. 边界是真实的、假象的， 可以是变动的、固定的；
2. 系统与外界通过边界的有且仅有三种 作用方式，即质量交换、热量交换、 功量交换
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14
六、系统的分类
（一）按系统性质分： 1.单元系、多元系； 2.单相系、多相系； 3.均匀系、非均匀系。
机械能
热能 直接利用
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
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四.热能利用的基本方式
1.热利用： 烧饭、蒸煮、采暖、烘干、熔炼等；
2.动力利用： 将热能转换成机械能或者再通过
发电机转换成电能加以利用。
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与外界没有热量交换的系统。
（2）非绝热系统： 与外界有热量交换的系统。
3.孤立系统：
与外界既无能量（功、热量）交 换又无物质交换的系统。
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17
本节小结 热机、工质、热源、热力系统、边界及其属性 ※ 热力系统的分类
22.11.2020
18
§ 1-2 热力学系统的状态及基本状态参数
《工程热力学》沈维道 编
高等教育出版社出版
22.11.2020
4
绪论
（课程研究的主要任务）
工程热力学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 。
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链接 返回
5
一.能量: 能量是物质运动的度量。 二.能量的主要形式 :
热能 ：物质分子热运动动能与位能之和；
本身热容量很大，且在放出或吸收有限 量热量时自身温度及其它热力学参数没有明 显变化的物体。
提供热量的热源称为高温热源； 吸收热量的热源称为低温热源。
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11
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高温热源
吸热Q1
作功W
热机
机械能
放热Q2 低温热源
返回
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四、热力系统
在工程热力学中，通常选取一定的工质或 空间作为研究的对象，称之为热力系统，简 称系统。
系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状 况称为系统的热力状态，简称状态。
二、状态参数：
用于描述系统平衡状态的物理量称为 状态参数，如温度、压力、比体积等。
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三、基本状wk.baidu.com参数
（一）压力 单位面积上所受到的垂直作用力（即压强）。
p F A
1.单位 : Pa （帕），1 Pa =1 N/ m2
例：状态1变化到状态2
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中期考试:
1.考试时间：12月初，提前一周报名
2.考试成绩
3.要求：实验必做、作业全交
4.网址：
①http://trp.jlu.edu.cn/software/net/GCRLX/index.htm ②校内办公--教学在线--教学资源平台--省级精品课 ③汽车学院主页--精品课程
机械能 : 物体的动能与势能； 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。
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三.能量的转换与利用
燃料电池
机械能
氢、酒精等二次能源
电能
辐射能
光电池
发电机
机械
风能、水能、海洋能
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（二）按系统与外界相互作用的性质分： 1.按与外界有无质量交换 （1）闭口系统：
与外界无物质交换的系统。系统的质 量始终保持恒定，也称为控制质量系统。
（2）开口系统：
与外界有物质交换的系统。系统的容 积始终保持不变，也称为控制容积系统。
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2.按与外界有无热量交换分： （1）绝热系统：
吉林大学工程热力学课件001工程热力学第一讲
工程热力学B
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主讲：刘研
汽车工程学院热能工程系
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考试成绩 70分
成绩分布
平时成绩 实验成绩
15分 5分
素质成绩 10分
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教材：《工程热力学》华自强 张忠进编
高等教育出版社出版
参考书：《工程热力学》 朱明善 等编
清华大学出版社出版
8
五.工程热力学课程的主要内容
1.研究能量转换的客观规律； 2.研究各种热力装置的工作过程； 3.研究工质的基本热力性质。
22.11.2020
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第一章 基本概念
§1-1 热力系统 一、热机：
能将热能转换为机械能的机器。
二、工质：
实现热能和机械能之间转换的媒介物质。
22.11.2020
10
三、热源：
1 MPa = 103 kPa =106 Pa
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20
2.常用压力单位：
1 bar（巴） = 105 Pa 1 atm（标准大气压） = 1.013105 Pa 1 at （工程大气压） = 0.981105 Pa 1 mmH2O（毫米水柱） = 9.81 Pa 1 mmHg （毫米汞柱） = 133.3 Pa
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作业:
1-8、1-14、1-19； 2-7、2-18； 3-3、3-9、3-10、3-20； 4-6、4-10、4-11
5-6、5-20； 6-5、6-13； 7-1、7-5； 8-5；
符号v表示，单位为 m3/kg 。
vV m
2. 密 度：单 位 体 积 工 质 的 质 量 ， 用 符 号
表示。单位为 kg/ m3 。
v 1
3.意义：系统与外界作功与否的标志。
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四、状态参数的性质
1.给定状态和该状态下的状态参数是一一 对应的；
2.状态参数的数值仅取决于系统的状态， 而与到达该状态所经历的途径无关；
23
3.单位：
(1) 摄氏温标:用符号t 表示，单位为℃ 。
(2) 热力学温标（绝对温标）:
用符号T 表示，单位为 K（开）。 (3) 热力学温标与摄氏温标的关系：
温差:1 K = 1 ℃
t = T – 273.15 K
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24
（三）比体积
1. 定 义 ：单位质量的工质所占有的体积，用
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21
3.压力测量：
p =pb +pe
p =pb -pv
只有绝对压力 p 才是状态参数。
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（二）温度
1.定义：温度是反映物体冷热程度的物理量。
2.热力学第零定律：
如果两个物体中的每一个都分别与第三 个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必 处于热平衡。
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系统以外的物体称为外界或环境。
系统与外界之间的分界面称为边界。
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五、边界的属性
1. 边界是真实的、假象的， 可以是变动的、固定的；
2. 系统与外界通过边界的有且仅有三种 作用方式，即质量交换、热量交换、 功量交换
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六、系统的分类
（一）按系统性质分： 1.单元系、多元系； 2.单相系、多相系； 3.均匀系、非均匀系。
机械能
热能 直接利用
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
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四.热能利用的基本方式
1.热利用： 烧饭、蒸煮、采暖、烘干、熔炼等；
2.动力利用： 将热能转换成机械能或者再通过
发电机转换成电能加以利用。
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与外界没有热量交换的系统。
（2）非绝热系统： 与外界有热量交换的系统。
3.孤立系统：
与外界既无能量（功、热量）交 换又无物质交换的系统。
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本节小结 热机、工质、热源、热力系统、边界及其属性 ※ 热力系统的分类
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§ 1-2 热力学系统的状态及基本状态参数
《工程热力学》沈维道 编
高等教育出版社出版
22.11.2020
4
绪论
（课程研究的主要任务）
工程热力学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 。
22.11.2020
链接 返回
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一.能量: 能量是物质运动的度量。 二.能量的主要形式 :
热能 ：物质分子热运动动能与位能之和；
本身热容量很大，且在放出或吸收有限 量热量时自身温度及其它热力学参数没有明 显变化的物体。
提供热量的热源称为高温热源； 吸收热量的热源称为低温热源。
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22.11.2020
高温热源
吸热Q1
作功W
热机
机械能
放热Q2 低温热源
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四、热力系统
在工程热力学中，通常选取一定的工质或 空间作为研究的对象，称之为热力系统，简 称系统。