吉林大学工程热力学课件001工程热力学第一讲31页

12.06.2020
返回 25
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；
12.06.2020
10-4、11-1、11-3、12-7
返回
26
1.小论文：热力学方面；
放热Q2 低温热源
返回
10
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。
12.06.2020
链接
11
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
考试成绩 70分
Leabharlann Baidu成绩分布
平时成绩 实验成绩
15分 5分
素质成绩 10分
12.06.2020
1
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
《工程热力学》沈维道 编
高等教育出版社出版
12.06.2020
2
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 。
12.06.2020
链接 返回
3
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；
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。
15
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
12.06.2020
16
§ 1-2 热力学系统的状态及基本状态参数
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。
12.06.2020
19
3.压力测量：
p =pb +pe
p =pb -pv
只有绝对压力 p 才是状态参数。
12.06.2020
20
（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。
12.06.2020
（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。
12.06.2020
14
2.按与外界有无热量交换分： （1）绝热系统：
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。
12.06.2020
二、工质：
实现热能和机械能之间转换的媒介物质。
12.06.2020
8
三、热源：
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。
12.06.2020
9
12.06.2020
高温热源
吸热Q1
作功W
热机
机械能
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。
12.06.2020
23
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；
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。
12.06.2020
6
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。
12.06.2020
7
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。
例：状态1变化到状态2
12.06.2020
24
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：
①trp.jlu.edu/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
21
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
12.06.2020
22
（三）比体积
1. 定 义 ：单位质量的工质所占有的体积，用
12.06.2020
4
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
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
12.06.2020
5
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；
12.06.2020
12
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。
12.06.2020
13
（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。
12.06.2020
17
三、基本状态参数
（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
1 MPa = 103 kPa =106 Pa
12.06.2020
18
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