制冷空调技术PPT
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兆帕(1MPa=106Pa)；巴(1bar=105 Pa)； 标准大气压(1atm=101325Pa)
制冷空调技术
制冷空调技术
3.温度 •描述系统冷、热状况的状态参数 •标志物体内部分子无序运动的剧烈程度 •温度的高低通常用温标来表示 常用的温标有： (1)热力学绝对温标（热力学温度或绝对温度）： 开尔文在热力学第二定律的基础上，从理论上引入的 与测温物质性质无关的温标。可作为标准温标，一切经 验温标均可以用此温标来校正(符号为T，单位为K)。 (2)摄氏温标： 符号为t、单位℃。1960年国际计量会议把水的三相点 定为273.16K，0.01℃。 (3)热力学温标的关系 t(℃)=T(K)－273.15 另外常用的温标还有华氏温标和朗肯温标。
Ek 1 mc 2 f 2
E U
重力位能:
1 mc 2 f mgz 2
E p m gz
比总能:
eu
1 2 c f gz 2
力学参数cf和z只取决于工质在参考系中的速度和高度
制冷空调技术
(2) 能量的传递和转化
能量从一个物体传递到另一个物体有两种方式
作功
借作功来传递能量总和物体宏观位移有关。
Q W U U 2 U1
Q U W
制冷空调技术
加给工质的热量一部分用于增加工质的热力学能储存于工质内 部，余下部分以作功的方式传递至外界。 对微元过程，第一定律解析式的微分形式
Q dU W
q u w
对于1 kg工质
q du w
制冷空调技术
热量Q
功W 热力学能变量ΔU
可逆过程
系统吸热Q+ 代数值
系统对外作功W+
系统热力学能增大ΔU+
W pdV 2 Q dU pdV, Q U pdV
1
q du pdv, q u pdv
1
2
完成一循环后，工质恢复原来状态
dU
0
Q
与外界交换的净功量
制冷空调技术
第一章
制冷热工基础
第一节 基本概念
第二节 制冷的热力学基础
第三节 制冷的传热学基础
第一节 基本概念
一、基本状态参数
状态参数中比容、压力、温度是可由仪表直接测 量得到的参数，称作基本状态参数。 1.比容 (v，m3/kg) •单位质量工质所占有的体积； •比容和密度之间互为倒数。 2.压力(p，单位Pa) •单位面积上所承受的垂直作用力； •分子运动撞击在单位面积上呈现的平均作用力； •工程上常用的单位：
制冷空调技术
2.热力学第一定律
•
自然界中的一切物质都具有能量，能量不可能被创 造，也不可能被消灭；但能量可以从一种形态转变 为另一种形态，且在能量的转化过程中能量的总量 保持不变。
能量守恒与转换定律是自然界基本规律之一
制冷空调技术
(1)热力学能和总能
热力学能 •用符号U表示，单位是焦耳 （J） 比热力学能 •1kg物质的热力学能称比热力学能 •用符号u表示，单位是焦耳/千克 （J/kg） 热力状态的单值函数。 热力学能 状态参数，与路径无关。 两个独立状态参数的函数。
传热
借传热来传递能量无需物体的宏观移动。
制冷空调技术
(3) 焓
焓
•用符号H表示，单位是焦耳 （J）
H= U+pV 比焓
•用符号h表示，单位是焦耳/千克wk.baidu.com（J/kg）
h u pv
焓是一个状态参数。 焓也可以表示成另外两个独立状态参数的函数。 如：h=f(T,v) 或 h=f(p,T); h=f(p,v)
3.特点
•可逆过程是热力学的抽象，实际过程无法实现，但可以无限接近它 •研究可逆过程的目的，在于抓主要矛盾，反映本质。把可逆过程作为 实际过程中能量转化效果的比较标准; •在实际热力学计算中，通常是把某一实际过程理想化为可逆过程计算， 然后引入必要的经验修正。
制冷空调技术
第二节 制冷的热力学基础
一、热力学定律
制冷空调技术
内部储存能
热力学能 动 能 位 能
总能
外部储存能 工质的总储存能
制冷空调技术
工质的总储存能
• 内部储存能和外部储存能的和，即热力学能与宏观运动动能 及位能的总和 E=U+Ek+Ep E－总能， Ek －动能 Ep －位能 若工质质量m，速度cf，重力场中高度z 宏观动能: 工质的总能:
制冷空调技术
二、平衡状态参数
平衡状态
一个不受外界影响的系统，无论初始状态如何，经过充分长时间后，必 将达到这样一种状态: ——系统的宏观性质不随时间变化，即达到平衡状态。
1.定义 没有外界作用的条件下，系统的宏观性质不随时间而变 化的状态。 2.实现条件 对于一个状态可以自由变化的热力系，如果系统内以及 系统与外界的一切不平衡势差均不存在，则热力系一切 可见的宏观变化停止，这时热力系处于平衡状态。 3.特点 具有确定的状态参数。
1.热力学第零定律
如果两个物体分别与第三个系统处于热平衡(相互之间 没有热量传递)，则彼此也必定处于热平衡。处于热平 衡状态的系统温度必然具有相同的温度。
• 处于热平衡的系统必然有一个在数值上相等的热力学参数(温度) 描述这一平衡特性。 • 如果要测量A的温度，可以用已知物性与温度关系的物体B与A 接触，使之达到热平衡，可由B读得A的温度。 • B：气体、液体、热电偶、热电阻温度计
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可逆过程
1.定义
•系统经历一个过程之后，如果沿原来路径逆向进行，能使系统与外界 同时恢复到初始状态而不留下任何痕迹。 •可逆过程与准平衡过程从定义上的一个重要区别就在于过程逆行,“没 有遗留下任何变化”，例如功、热、状态等变化。
2.实现条件
•推动过程的势差无限小，而且不存在任何耗散现象。无耗散效应的准 平衡过程就是可逆过程。 •所谓耗散指固体或液体的磨擦、电阻、非弹性形变、磁滞等现象起的 效应，使能量耗散了，变为热。
h1a2 h1b2 dh h2 h1
1
2
制冷空调技术
(4) 热力学第一定律的基本能量方程式
进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加
闭口系统的能量平衡 工质从外界吸热Q后从状态1变化到2，对外作功W。若工 质宏观动能和位能的变化忽略不计，则工质储存能的增加 即为热力学能的增加ΔU 热力学第一定律的解析式
制冷空调技术
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3.温度 •描述系统冷、热状况的状态参数 •标志物体内部分子无序运动的剧烈程度 •温度的高低通常用温标来表示 常用的温标有： (1)热力学绝对温标（热力学温度或绝对温度）： 开尔文在热力学第二定律的基础上，从理论上引入的 与测温物质性质无关的温标。可作为标准温标，一切经 验温标均可以用此温标来校正(符号为T，单位为K)。 (2)摄氏温标： 符号为t、单位℃。1960年国际计量会议把水的三相点 定为273.16K，0.01℃。 (3)热力学温标的关系 t(℃)=T(K)－273.15 另外常用的温标还有华氏温标和朗肯温标。
Ek 1 mc 2 f 2
E U
重力位能:
1 mc 2 f mgz 2
E p m gz
比总能:
eu
1 2 c f gz 2
力学参数cf和z只取决于工质在参考系中的速度和高度
制冷空调技术
(2) 能量的传递和转化
能量从一个物体传递到另一个物体有两种方式
作功
借作功来传递能量总和物体宏观位移有关。
Q W U U 2 U1
Q U W
制冷空调技术
加给工质的热量一部分用于增加工质的热力学能储存于工质内 部，余下部分以作功的方式传递至外界。 对微元过程，第一定律解析式的微分形式
Q dU W
q u w
对于1 kg工质
q du w
制冷空调技术
热量Q
功W 热力学能变量ΔU
可逆过程
系统吸热Q+ 代数值
系统对外作功W+
系统热力学能增大ΔU+
W pdV 2 Q dU pdV, Q U pdV
1
q du pdv, q u pdv
1
2
完成一循环后，工质恢复原来状态
dU
0
Q
与外界交换的净功量
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第一章
制冷热工基础
第一节 基本概念
第二节 制冷的热力学基础
第三节 制冷的传热学基础
第一节 基本概念
一、基本状态参数
状态参数中比容、压力、温度是可由仪表直接测 量得到的参数，称作基本状态参数。 1.比容 (v，m3/kg) •单位质量工质所占有的体积； •比容和密度之间互为倒数。 2.压力(p，单位Pa) •单位面积上所承受的垂直作用力； •分子运动撞击在单位面积上呈现的平均作用力； •工程上常用的单位：
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2.热力学第一定律
•
自然界中的一切物质都具有能量，能量不可能被创 造，也不可能被消灭；但能量可以从一种形态转变 为另一种形态，且在能量的转化过程中能量的总量 保持不变。
能量守恒与转换定律是自然界基本规律之一
制冷空调技术
(1)热力学能和总能
热力学能 •用符号U表示，单位是焦耳 （J） 比热力学能 •1kg物质的热力学能称比热力学能 •用符号u表示，单位是焦耳/千克 （J/kg） 热力状态的单值函数。 热力学能 状态参数，与路径无关。 两个独立状态参数的函数。
传热
借传热来传递能量无需物体的宏观移动。
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(3) 焓
焓
•用符号H表示，单位是焦耳 （J）
H= U+pV 比焓
•用符号h表示，单位是焦耳/千克wk.baidu.com（J/kg）
h u pv
焓是一个状态参数。 焓也可以表示成另外两个独立状态参数的函数。 如：h=f(T,v) 或 h=f(p,T); h=f(p,v)
3.特点
•可逆过程是热力学的抽象，实际过程无法实现，但可以无限接近它 •研究可逆过程的目的，在于抓主要矛盾，反映本质。把可逆过程作为 实际过程中能量转化效果的比较标准; •在实际热力学计算中，通常是把某一实际过程理想化为可逆过程计算， 然后引入必要的经验修正。
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第二节 制冷的热力学基础
一、热力学定律
制冷空调技术
内部储存能
热力学能 动 能 位 能
总能
外部储存能 工质的总储存能
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工质的总储存能
• 内部储存能和外部储存能的和，即热力学能与宏观运动动能 及位能的总和 E=U+Ek+Ep E－总能， Ek －动能 Ep －位能 若工质质量m，速度cf，重力场中高度z 宏观动能: 工质的总能:
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二、平衡状态参数
平衡状态
一个不受外界影响的系统，无论初始状态如何，经过充分长时间后，必 将达到这样一种状态: ——系统的宏观性质不随时间变化，即达到平衡状态。
1.定义 没有外界作用的条件下，系统的宏观性质不随时间而变 化的状态。 2.实现条件 对于一个状态可以自由变化的热力系，如果系统内以及 系统与外界的一切不平衡势差均不存在，则热力系一切 可见的宏观变化停止，这时热力系处于平衡状态。 3.特点 具有确定的状态参数。
1.热力学第零定律
如果两个物体分别与第三个系统处于热平衡(相互之间 没有热量传递)，则彼此也必定处于热平衡。处于热平 衡状态的系统温度必然具有相同的温度。
• 处于热平衡的系统必然有一个在数值上相等的热力学参数(温度) 描述这一平衡特性。 • 如果要测量A的温度，可以用已知物性与温度关系的物体B与A 接触，使之达到热平衡，可由B读得A的温度。 • B：气体、液体、热电偶、热电阻温度计
制冷空调技术
可逆过程
1.定义
•系统经历一个过程之后，如果沿原来路径逆向进行，能使系统与外界 同时恢复到初始状态而不留下任何痕迹。 •可逆过程与准平衡过程从定义上的一个重要区别就在于过程逆行,“没 有遗留下任何变化”，例如功、热、状态等变化。
2.实现条件
•推动过程的势差无限小，而且不存在任何耗散现象。无耗散效应的准 平衡过程就是可逆过程。 •所谓耗散指固体或液体的磨擦、电阻、非弹性形变、磁滞等现象起的 效应，使能量耗散了，变为热。
h1a2 h1b2 dh h2 h1
1
2
制冷空调技术
(4) 热力学第一定律的基本能量方程式
进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加
闭口系统的能量平衡 工质从外界吸热Q后从状态1变化到2，对外作功W。若工 质宏观动能和位能的变化忽略不计，则工质储存能的增加 即为热力学能的增加ΔU 热力学第一定律的解析式