热力学基本概念PPT文档格式.ppt

热力学基本概念PPT文档格式.ppt

《热力学基本概念PPT文档格式.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热力学基本概念PPT文档格式.ppt（84页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

点：

三种典型的热力系统；

p、v、T三个状态参数的物理意义；

测温测压装置；

绝对压力和相对压力的计算；

可逆过程的判定准则。

难难点：

使学生理解并掌握抽象的热力学基本概念，是本章的难点。

11-1热能在热机中转变为机热能在热机中转变为机械能的过程械能的过程2燃气轮机装置示意图燃气轮机装置示意图3内内燃燃机机的的结结构构示示意意图图活塞活塞曲柄连杆机构曲柄连杆机构气缸气缸4两冲程内燃机工作过程进气排气5四冲程内燃机工作过程进气排气6内燃机（汽油机）内燃机（汽油机）燃气热能机械能燃料化学能排入大气压缩燃烧、膨胀吸气排气工作过程：

能量转换：

工作物质：

燃气7蒸汽动力装置流程简图蒸汽动力装置流程简图550过过热热器器锅锅炉炉给水泵给水泵冷凝器冷凝器冷冷却却水水汽汽轮轮机机发电机发电机QQ12W20高温高压蒸汽高温高压蒸汽Wp8汽汽轮机机水水泵冷凝器冷凝器锅炉炉简单蒸汽动力循环过程图简单蒸汽动力循环过程图锅炉（热源）:

燃料燃烧产生热量,将水变成蒸汽（吸热过程）汽轮机:

将蒸汽携带的热能动能转子旋转机械能（对外作功过程）冷凝器（冷源）:

将作功后的低温低压蒸汽凝结成水（对外放热过程）水泵:

提高水的压力,将水送入锅炉（消耗外功）工质:

水蒸汽问题:

由哪些典型过程组成?

9热能动力装置工作过程的共同点:

1.从高温热源吸热（吸热过程）2.将其中一部分转变为功（对外作功过程）3.将其余部分传给低温热源（对外放热过程）4.工质提高压力需要耗功（消耗外功）101-2热力系（或称热力系统）热力系（或称热力系统）一、热力系的定义一、热力系的定义通常根据所研究问题的需要，人为地划定一个或多个任通常根据所研究问题的需要，人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间作为热力学的研究对象。

这种空间内的意几何面所围成的空间作为热力学的研究对象。

这种空间内的物质的总和称为物质的总和称为热力学系统热力学系统,简称为系统或简称为系统或热力系热力系。

系统以外的一切物质统称为系统以外的一切物质统称为外界外界。

系统与外界的界面称为。

系统与外界的界面称为边界边界。

系统系统与与外界外界的作用都通过的作用都通过边界边界11边界特性边界特性真实、虚构真实、虚构固定、活动固定、活动fixed、movablereal、imaginary边界真假管内流动热力系示意图管内流动热力系示意图活塞气缸装置热力系示意图活塞气缸装置热力系示意图边界W可静可变可静12热力系统选取的人为性热力系统选取的人为性锅锅炉炉汽轮机汽轮机发电机发电机给水泵给水泵凝凝汽汽器器过热器过热器只交换功只交换功只交换热只交换热既交换功既交换功也交换热也交换热13以系统与外界关系划分：

以系统与外界关系划分：

有有无无是否传质是否传质开口系开口系闭口系闭口系是否传热是否传热非绝热系非绝热系绝热系绝热系是否传功是否传功非绝功系非绝功系绝功系绝功系是否传热、功、质是否传热、功、质非孤立系非孤立系孤立系孤立系热力系统分类热力系统分类14热热热热物质物质功功功功功功热热物质物质物质物质功功物质物质绝热热力系绝热热力系孤立热力系孤立热力系闭口热力系闭口热力系开口热力系开口热力系1.1.闭口系闭口系与外界无物质交换的热力系，控制质量。

与外界无物质交换的热力系，控制质量。

2.2.开口系开口系与外界有物质交换的热力系与外界有物质交换的热力系,控制体积。

控制体积。

3.3.绝热系绝热系与外界无热量交换的热力系。

与外界无热量交换的热力系。

4.4.孤立系孤立系与外界无任何联系的热力系。

与外界无任何联系的热力系。

151234mQW1开口系开口系热力热力系统系统非孤立系相关外界非孤立系相关外界孤立系孤立系1+2闭口系闭口系1+2+3绝热闭口系绝热闭口系1+2+3+4孤立系孤立系16热力系统其它分类方式热力系统其它分类方式其它分类方式其它分类方式物理化学性质物理化学性质均匀系均匀系非均匀系非均匀系工质种类工质种类多元系多元系单元系单元系相态相态多相多相单相单相17简单可压缩系统简单可压缩系统最重要的最重要的系统系统简单可压缩系统简单可压缩系统只交换只交换热量热量和和一种一种准静态的准静态的容积变化功容积变化功容积变化功容积变化功压缩功压缩功膨胀功膨胀功Simplecompressiblesystem18热力系热力系示例示例刚性绝热气缸刚性绝热气缸-活塞系统，活塞系统，B侧设有电热丝。

侧设有电热丝。

红线内红线内闭口绝热系黄线内黄线内不包含电热丝闭口系黄线内黄线内包含电热丝闭口绝热系蓝线内蓝线内孤立系19续4刚性绝热喷管刚性绝热喷管取红线为系统取红线为系统取喷管为系统取喷管为系统开口系绝热系开口系绝热系?

热力系热力系示例示例II闭口系闭口系20续4A、B两部落两部落“鸡、犬之声相闻，民至老死不相往来鸡、犬之声相闻，民至老死不相往来”A部落为系统部落为系统ABA+B部落为系统部落为系统孤立系热力系热力系示例示例III闭口系闭口系21闭口热力系闭口热力系22开口热力系开口热力系23稳定流动开口系统稳定流动开口系统24开口热力系开口热力系25开开口口热热力力系系（锅炉示意图）（锅炉示意图）来自水泵来自水泵来自水泵来自水泵过热器过热器过热器过热器炉墙炉墙炉墙炉墙蒸发管蒸发管蒸发管蒸发管去汽轮机去汽轮机去汽轮机去汽轮机燃料与空气燃料与空气燃料与空气燃料与空气26锅炉锅炉的简化热力学分析模型的简化热力学分析模型（主要考虑蒸汽的发生主要考虑蒸汽的发生）热力系热力系热力系热力系热量热量热量热量（热源）（热源）（热源）（热源）（高温蒸汽高温蒸汽高温蒸汽高温蒸汽）物质物质物质物质（锅炉给水锅炉给水锅炉给水锅炉给水）物质物质物质物质27开口热力系开口热力系汽轮机汽轮机去凝汽器去凝汽器调速器调速器来自锅炉来自锅炉喷管喷管叶片叶片汽轮机汽轮机发电机发电机开口热力系汽轮机示意图28轴功轴功（水蒸汽）（水蒸汽）物质物质汽轮机汽轮机的简化热力学分析模型的简化热力学分析模型热力系热力系热力系热力系（水蒸汽）（水蒸汽）物质物质29来自汽轮机的水蒸汽来自汽轮机的水蒸汽去水泵的凝结水去水泵的凝结水冷却水冷却水冷却水冷却水开口热力系开口热力系开口热力系开口热力系（冷凝器）（冷凝器）（冷凝器）（冷凝器）30（凝结水）凝结水）物质物质蒸汽放热给冷却水蒸汽放热给冷却水热力系热力系热力系热力系（水蒸汽）（水蒸汽）物质物质冷凝器冷凝器的简化热力学分析模型的简化热力学分析模型（主要考虑蒸汽的凝结主要考虑蒸汽的凝结）31蒸汽动力装置流程简图蒸汽动力装置流程简图32冷却水带走热量冷却水带走热量（工质放热量）工质放热量）向外输出功向外输出功（汽轮机）（汽轮机）（水泵耗功）（水泵耗功）（工质吸热量）（工质吸热量）蒸汽动力装置的简化蒸汽动力装置的简化热力学分析模型热力学分析模型热力系热力系向系统输入功向系统输入功热源供热热源供热331-3工质的热力学状态及其基本状态参数工质的热力学状态及其基本状态参数一、热力学状态一、热力学状态定义定义:

工质在热力变化过程中某一瞬间所呈现的全部工质在热力变化过程中某一瞬间所呈现的全部宏宏观物理状况观物理状况。

描述工质宏观特性的物理量称为状态参数。

二、状态参数二、状态参数状态确定，则状态参数确定；

反之亦然。

状态确定，则状态参数确定；

.状态参数的特征状态参数的特征34.热力学中常用的状态参数热力学中常用的状态参数温度、压力、比容、热力学能（内能）、焓、熵。

温度、压力、比容、热力学能（内能）、焓、熵。

状态参数积分特征：

状态参数的变化量与路径无状态参数的变化量与路径无关，只与终态有关关，只与终态有关状态参数微分特征：

由于状态参数是点函数，它状态参数微分特征：

由于状态参数是点函数，它的微分是全微分的微分是全微分.353.状态参数的分类状态参数的分类基本状态参数基本状态参数能够用仪器仪表直接或间接测量的参数称为能够用仪器仪表直接或间接测量的参数称为。

导出状态参数导出状态参数不能用仪器仪表直接或间接测量的参数称为不能用仪器仪表直接或间接测量的参数称为。

如如：

温度、压力、比容：

温度、压力、比容如：

热力学如：

热力学（内能）、焓、熵。

内能）、焓、熵。

）按能否用仪器或仪表进行直接或间接测量划分）按能否用仪器或仪表进行直接或间接测量划分36）按与系统内包含物质多少有无关系划分）按与系统内包含物质多少有无关系划分）按与系统内包含物质多少有无关系划分）按与系统内包含物质多少有无关系划分强度参数强度参数强度参数强度参数与系统内包含物质的多少无关。

与系统内包含物质的多少无关。

广延参数广延参数广延参数广延参数与系统内包含物质的多少有关。

与系统内包含物质的多少有关。

如：

温度、压力、比容、比热力学能、比焓、比熵等。

总热力学能、总焓、总熵等。

37四、基本状态参数四、基本状态参数四、基本状态参数四、基本状态参数.比容比容比容比容、密度和重度、密度和重度、密度和重度、密度和重度比容比容比容比容单位质量物质所占有的容积，称为比容。

单位质量物质所占有的容积，称为比容。

表达式表达式表达式表达式密度密度密度密度单位容积的物质所具有的质量，称为密度。

单位容积的物质所具有的质量，称为密度。

表达式表达式表达式表达式表达式表达式表达式表达式重度重度重度重度单位容积内所含有物质的重量，称为重度。

单位容积内所含有物质的重量，称为重度。

382.压力压力热力系的单位面积上所受到的垂直作用力。

热力系的单位面积上所受到的垂直作用力。

表达式表达式或或上式计算出的是热力系的真实压力称为上式计算出的是热力系的真实压力称为绝对压力绝对压力p。

由压力表测量出来的压力称为由压力表测量出来的压力称为表压力表压力pe,其他表上读其他表上读数为数为真空度真空度pv。

由由气压计测量出来的压力称为气压计测量出来的压力称为大气压力大气压力pb。

常用的压力单位间的关系常用的压力单位间的关系39UUUU形管式压力计示意图形管式压力计示意图形管式压力计示意图形管式压力计示意图真空度UU形管式压力计示意图形管式压力计示意图表压表压力表压力pe、真空度真空度pv、大气压力大气压力pb和和绝对压力绝对压力p之间的关系之间的关系403.3.温度温度）热力学第零定律热力学第零定律与第三个系统处于热平衡的系统，与第三个系统处于热平衡的系统，彼此也处于热平衡。

彼此也处于热平衡。

）温度温度将描述热平衡的这一宏观特性的物理量，称为温度。

将描述热平衡的这一宏观特性的物理量，称为温度。

）温标温标为进行温度测量，需要有温度的数值表示方法，测量温为进行温度测量，需要有温度的数值表示方法，测量温度的标尺称为温标。

度的标尺称为温标。

建立任何一种温标都要选择测温物质及其物质的特性、规定温建立任何一种温标都要选择测温物质及其物质的特性、规定温标的基准点及分度方法。

标的基准点及分度方法。

41热力学温标热力学温标常用的温标常用的温标摄氏温标摄氏温标t基基准准点：

标准大气压力下纯水的冰点和沸点温度为基准点：

标准大气压力下纯水的冰点和沸点温度为基准点，规定冰点温度为点，规定冰点温度为0。

沸点温度为。

沸点温度为100。

分度方法：

认定测温物质的测温属性随温