01第一章 基本概念1-2状态和状态参数

1mmHg 133.32Pa
1mmH2O 9.80665Pa
2、比体积和密度
比体积(specific volume)
vV m
单位质量工质的体积 m3/kg
密度(density)
m
V
单位体积工质的质量 kg/m3
来自百度文库
两者关系:
v 1

3、温度和温标（temperature and temperature scale）
状态参数
• 状态参数是热力系状态的单值函数
• 状态参数的值仅取决于给定的状态，而与达到 这一状态的途径无关
• 状态参数的这一特性在数学上的表现是:它是点 函数，它的微分是全微分，全微分的循环积分 等于零
状态的单值函数。 物理上—与过程无关； 数学上—其微量是全微分。
Ñ dx 0
dx dx
1b2
1a2
状态参数分类
广延量（extensive property） 强度量（intensive property ）
又：广延量的比性质具有强度量特性，如比体积
V v
m
工程热力学约定用小写字母表示单位质量参数。
系统两个状态相同的充要条件： 所有状态参数一一对应相等
简单可压缩系两状态相同的充要条件： 两个独立的状态参数对应相等
1-2 状态和状态参数
热力学状态（state of thermodynamic system） —热力系在指定瞬间所呈现的全部宏观性质的总称 （系统宏观物理状况的综合）
状态参数（state properties） —从各个不同方面描写这种宏观状态的物理量
六个常用状态参数：
压力、比体积、温度、 热力学能、焓、熵
1 kcal = 4186.8 J= 4.1868 kJ
总（储存）能 (total stored energy of system)
热力学能，内部储存能
E U Ek Ep
e u ek ep
总能 宏观动能 宏观位能
外部储存能
宏观动能与内动能的区别
5、焓
• 焓是一个组合的状态参数：
在国际单位制中，上述参数各为若干?
• 热力学能包括：分子动能、分子位能、 分子化学能、原子能等（在 工程热力学中通常只考虑前两种）
• 对于气体，分子动能包括分子的移动能、转动能和分子内部的振动能。 • 单位质量物质的热力学能称为比热力学能（有时简称为热力学能）
u U U mu
m
• 国际单位制：J 或 J / kg • 工程单位制：kcal 或 cal / kg
toC
T K
273.15
华氏温标和朗肯温标 {T} °R={t} ℉ +459.67
华氏温标和摄氏温标 {t} ℃=5/9[{t} ℉-32]
4、热力学能（内能）(internal energy)
• 热力学能是指组成热力系的大量微观粒子本身具有的能量（不包括 热力系宏观运动的能量和外场作用的能量）。
在工程单位制中焓和比焓的定义式应写为
H U ApV h u Apv
▪ 国际单位制：J 或 J / kg ▪ 工程单位制：kcal，比焓的单位是 kcal/kg。 ▪ 由于在工程单位制中pV乘积的单位是功kgf.m。
6、熵
• 熵是一个导出的状态参数对简单可压缩均匀系， 它可以由其它状参数按下列关系式导出：
H U pV
• 单位质量物质的焓称为比焓（有时简称为焓）：
h H u pv H mh m
• 国际单位制：J 或 J / kg • 工程单位制：kcal，比焓的单位是kcal/kg。 • 在工程单位制中pV乘积的单位是功kgf.m。
功和热量单位kcal之间的换算关系
1kgf m 1 kcal 426.936
例1-1 某热电厂测得新蒸汽的表压力为100at，凝汽器的真空度(pv/pb )为94 ％，送风机表压为145mmHg，当时气压计读数为755mmHg。试将它们换算成 Pa和MPa为单位的绝对压力。
例1-2 从工程单位制水蒸气热力性质表中查得水蒸气在450℃、30 at时的 比体积、比焓和比熵为
dU pdV
S T S0
dS dU pdV T
• 单位质量的物质的熵称为比熵（有时简称为熵）
S du pdv
s m T s0
ds dS du pdv
m
T
国际单位制：J / K 或 J / (kg.k) 工程单位制：kcal 或 kcal / (kg.k)
pg p pb
pv pb p
pg(pv)
gz
常用压力单位：
压力计、真空表、U形管压力计、斜管式微压计
1Pa

1
N m2
1MPa 1106 Pa
1bar 1105 Pa
1kPa 1103 Pa
例题1 例题2
1atm 101325Pa 760mmHg 1at 1kgf/cm2 98066 .5Pa
p,v,T,U, H, S
五、压力(pressure)
定义：单位面积上承受的垂直作用力 当地大气压pb (local atmospheric pressure) 绝对压力 p (absolute pressure)
p F A
表压力 pg （ pe ）(gauge pressure; manometer pressure) 真空度 pv (vacuum; vacuum pressure)
温度：表示物体的冷热程度可用分子平均移动能的大小来表示，即
温度的定义：
mc 2 3 T
22
测温的基础—热力学第零定律(zeroth law of thermodynamics)
热力学温标和国际摄氏温标
(thermodynamics scale; Kelvin scale; absolute temperature scale and internal Celsius temperature scale)