工程热力学第章基本概念幻灯片.ppt

* 二、纯物质的状态方程（pure substance state equation） ▲ 状态方程 ▲ 理想气体状态方程 （ideal-gas equation; Clapeyron’s equation） Rg —气体常数 （gas constant） R—通用气体常数 ( universal )constant 、 molargas constant ) 摩尔质量 * 三、 状态参数坐标图（parametric coordinates） 简单可压缩系只有两个独立参数 p v 1 p1 v1 T s 2 T2 s2 p T 3 p3 T3 O O O . . . 用平面坐标上一点可确定其状态； 任一状态可在平面坐标上找到对应点。 两个变量值可确定平面坐标上的点 * 固-液 液-气 三相线 固 体 临界点 气 体 固-气 T = 常数 p T v 附：纯物质的 p-v-T 图 * 气 体 临界点 蒸 汽 三相线 固 体 液 体 固-液 液-汽 固-汽 p = 常数 T = 常数 T v p 水p-v-T图 * 一、准静态过程(quasi-static process; quasi-equilibrium process) 定义：偏离平衡态无穷小，随时恢复平衡的状态变化过程。 进行条件： △破坏平衡的势— △过程进行无限缓慢 △工质有恢复平衡的能力 准静态过程可在状态参数图上用连续实线表示。 无穷小 1-5 工质的状态变化过程 . . . . . . . . . . . * 第1章开篇 ★ 功和热量都是能量，单位也相同，没有本质区别。 ★ 温度是物体冷热程度的标志。 ？ ★ 可逆过程就是可以逆向进行的过程。 第一章 基本概念 Basic Concepts and Definition * 本章学习目标 指出常用热能动力转换装置及其工作过程和热能转变成机械能的共同本质； 能从工程或生活的实际装备中划分出（各类）热力系， 归纳它们的特征，并用状态参数正确描述其状态； 概述平衡状态的特征，分辨系统处于稳定还是平衡状态； 描述可逆过程的特征，区分准平衡过程与可逆过程； 牢记功和热量的热力学定义，归纳两者的特性和异同， 进行可逆过程体积功和热量的计算； 复述循环、可逆循环的定义及各类循环的经济性指标。 教学参考资料：工程热力学（第五版） 。 * 1-1 热能和机械能相互转换过程 1-2 热力系统 1-3 工质的热力学状态及其基本状态参数 1-4 平衡状态 1-5 工质的状态变化过程 1-6 功和热量 1-7 热力循环 本章教学内容 * 一、热能动力装置(Thermal power plant) 从燃料燃烧中获得热能并利用热能得到动力的整套设备。 分类 共同本质： 由媒介物通过吸热—膨胀作功—排热。 气体动力装置(combustion gas power plant) 内燃机(internal combustion gas engine) 燃气轮机装置(gas turbine power plant) 喷气发动机(jet power plant) …… 蒸气动力装置 (steam power plant) 1-1 热能和机械能相互转换的过程 * 二、工质(working substance; working medium) 实现热能和机械能相互转化的媒介物质。 对工质的要求: 物质三态中 气态最适宜。 1）良好的膨胀性 2）良好的流动性 3）较大的热容量 4）可靠的稳定性，安全性 5）对环境友善 6）价廉，易大量获取 1mm3水中有3.34×1020个分子 标准状态下22.4升中有6.02×1023个空气分子 通常，工程领域的系统都是大量粒子组成的系统。 * 三、热源(heat source; heat reservoir) 工质从中吸取或向之排出热能的物质系统。 ? 高温热源—热源 （ heat source ）反应堆堆芯 低温热源—冷源（heat sink）冷却水 ? 恒温热源(constant heat reservoir)稳定工况的堆芯 变温热源启动、停堆时的堆芯 * 1-2 热力系统（热力系、系统、体系） 外界和边界 ? 系统(thermodynamic system, system)