工程热力学课件 复习与总结

指压力表所处环境
大气压力 Atmospheric pressure
注意：
气压计barometric
环境压力一般为 barometer h
大气压，但不一定。
例题1-1
某容器被一刚性壁分成两部分，在容器的不同部位安装 有压力计，如图所示，设大气压力为97kPa 及容器两部 分内气体的绝对压力。 （1） 压力表B，表C的读数分别为75kPa ，0.11MPa ， 试确定压力表A上的读数， （2） 若表C为真空计，读数为24kPa，压力表B的读数 为36kPa，试问表A是什么表？读数是多少？
➢ 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 U、焓 H、熵S
比参数： v V
m
比容
uU m
h H m
比内能 比焓
s S m
比熵
具有强度参数的性质，不可加性
2. 基本状态参数
压力 p、温度 T、比容 v （容易测量）
一．名词定义
• 工质： 实现热能和机械能相互转化的媒介物质。
• 热源（高温热源） ： 工质从中吸取热能的物系。
• 冷源（低温热源） ： 接受工质排出热能的物系。
二．热力系及相关概念
1. 热力系统（热力系） 人为分割出来作为热力学分析对象的有
限物质系统。
外界：热力系统以外的部分
边界：系统与外界之间的分界面
；又由表C为真空
计知
，
所以，表A一定是真空计。于是
则
（3）比体积和密度
比体积
单位质量物质所占的体积 v V m
单位：m3/kg
密度
单位体积物质的质量 即：vρ＝1
定义： 单位面积上所受的垂直作用力称为 压力（即压强）。
分子运动学说：气体的压力是大量气体 分子撞击器壁的平均结果。
常用单位Units
物理中压强，单位: Pa (Pascal), N/m2
1 kPa = 103 Pa (我国法定计量单位) 1 bar = 105 Pa 1 MPa = 106 Pa 1 atm = 760 mmHg = 1.013105 Pa 1 mmHg = 133.3 Pa 1 at = 1 kgf/cm2 = 9.80665104 Pa
温标Temperature scale
➢ 热力学温标（绝对温标）
符号为T，单位为K（开尔文） 规定水的三相点为基准点，并规定此点温度为 273.16K。
➢ 摄氏温标
一个大气压下纯水的冰点取为0度 符号t、单位℃。 0℃＝273.15K，t(℃)=T(K)-273.15 热力学摄氏温标
（2）压力 p ( pressure )
压力p测量
绝对压力与环境压力的相对值 ——相对压力
注意：只有绝对压力 p 才是状态参数
U-tube manometer
Bourdon Tube
绝对压力与相对压力
当 p > pb
表压力 pe
当 p < pb
真空度 pv
p
p pe pb
p pb pv
pe
pv
pb
p
环境压力与大气压力
环境压力Environmental pressure
（1）温度 T ( Temperature ) （2）压力 p ( Pressure )
（3）比体积v和密度ρ
（1）温度
• 温度是描述热力学平衡系统的一个状态 参数，是强度量。
• 传递方向：高温物体传向低温物体
• 测量温度的仪器称做温度计，选作温度 计的感应元件的物体应具备特定的物理 性质：随物体的冷热程度不同有显著的 变化。
(2) 研究工质的基本热力性质； (3) 研究各种热工设备中的工作过程； (4) 研究与热工设备工作过程直接有关的一些化学
和物理化学问题。
四．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。 经典 （宏观,
平衡）热力学。
2、微观方法
孤立系统：系统与外界既无能量交换，也无 物质交换，一切相互作用发生在系统内部。
热力系统分类
以系统与外界之间能量和物质交换情况划分：
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
3. 简单可压缩系统
最重要的系统 只交换热量和一种准静态的容积变化功
➢ 边界可以是实在的，也可以是假想的； 可以是固定的，也可以是移动的
2.热力系统的分类
根据系统与外界物质交换、热量交换的情况
闭口系统：系统与外界无物质交换，系统 内质量恒定不变，也称控制质量。
开口系统：系统与外界有物质交换，系统 被划定在一定容积范围内，也称控制容积。
绝热系统：系统与外界无热量交换。
复习与总结
绪论
一．工程热力学
从工程技术观点出发，一门研究热能有效 利用，及热能和其它形式能量转换规律 的学科。
二．能源
能源是提供各种有效能量的物质资源，是 人类社会不可缺少的物质基础之一。
三．工程热力学的研究对象与内容
• 研究对象
与热现象有关的能量利用与转换规律
• 研究内容
(1) 研究能量转换的客观规律，即热力学第一与 第二定律；
容积变化功
压缩功 膨胀功
二．热力学状态与状态参数
➢ 状态与状态参数
状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观物理状况 状态参数：描述热力系状态的宏观物理量 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
从微观粒子的运动及相互作用角度研究热现象 及规律。揭示本质，模型近似。微观（统计） 热力学。
第一章 基本概念
掌握重点
➢ 热力系统 ➢ 平衡状态及状态参数 ➢ 状态方程与状态参数坐标图 ➢ 准平衡过程与可逆过程 ➢ 功量与热量
基本概念：
热力系 平衡态 准静态、可逆 过程量、状态量、状态参数 功量、热量、熵 p-V图、T-S图 循环、评价指标
讨论
（1）注意的是，不管用什么压力计，测 得的都是工质的绝对压力和环境之间的 相对值，而不是工质的真实压力。 （2）这个环境压力是指测压计所处的空 间压力，可以是大气压力 ，如题目中 的表A，表C。也可以是所在环境的空间 压力，如题目中的表B，其环境压力为 。
解题步骤
(1) 因
由上式得
则
(2) 由表B为压力表知