《熱力學(xué)基本概念1狀態(tài)參數(shù)熱力學(xué)溫標(biāo)課件PPT》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《熱力學(xué)基本概念1狀態(tài)參數(shù)熱力學(xué)溫標(biāo)課件PPT（96頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)Engineering Thermodynamics2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)主講教師介紹主講教師介紹安青松安青松 天津大學(xué)熱能工程系天津大學(xué)熱能工程系 天津大學(xué)中低溫?zé)崮芨咝Ю媒逃恐攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室天津大學(xué)中低溫?zé)崮芨咝Ю媒逃恐攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中低溫發(fā)電技術(shù)中低溫發(fā)電技術(shù)主要研究方向主要研究方向 環(huán)保工質(zhì)環(huán)保工質(zhì) 納米流體技術(shù)納米流體技術(shù)22021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)主講教師介紹主講教師介紹Address：金工樓金工樓510Tel：27407617，18622254798E-mail:32021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)4助教介紹助教介紹Na

2、me:劉良旭劉良旭 博士生博士生Address：金工樓金工樓510Tel：27407617,18322703883E-mail:課程公郵課程公郵：eng_工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)緒緒 論論工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)是重要的是重要的技術(shù)基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 是一門研究是一門研究熱能熱能有效利用及有效利用及 熱能熱能和其它形式和其它形式能量能量轉(zhuǎn)換規(guī)律轉(zhuǎn)換規(guī)律 的科學(xué)的科學(xué)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)6能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系熱熱 能能電電 能能機(jī)機(jī) 械械 能能 風(fēng)風(fēng)能能水水能能化化學(xué)學(xué)能能核核能能地地?zé)釤崮苣芴?yáng)陽(yáng)能能一次能源一次能源(天然存在天然存在)二次能源二次能源 光電轉(zhuǎn)換光電

3、轉(zhuǎn)換燃料電池燃料電池光熱光熱聚變聚變裂變裂變?nèi)紵紵囁囁啓C(jī)水輪機(jī)風(fēng)車風(fēng)車熱機(jī)熱機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)90%轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換直接利用直接利用利用利用生物質(zhì)生物質(zhì)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電 Wind energyWindmill2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 水力發(fā)電水力發(fā)電Waterpower2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)火電廠火電廠Steam Power Station2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)鍋爐鍋爐 Boiler2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)車車Vehicle2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)火車火車 Train2021/8/26工程

4、熱力學(xué)工程熱力學(xué)船船 Ship2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)飛機(jī)飛機(jī) Airplane梟梟龍龍2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)航天航天哥倫比亞號(hào)哥倫比亞號(hào)長(zhǎng)長(zhǎng)征征系系列列神神九九俄俄聯(lián)聯(lián)盟盟2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)燃料電池燃料電池2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)秦山核電站秦山核電站 Nuclear power station2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)大亞灣核電站大亞灣核電站 Nuclear power station2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)核潛艇核潛艇 Nuke2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 地?zé)岬責(zé)?Geothermal新西

5、蘭新西蘭云南騰沖云南騰沖西藏羊八井西藏羊八井北京北京2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 太陽(yáng)能熱利用太陽(yáng)能熱利用2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 太陽(yáng)能光電太陽(yáng)能光電Solar cell 2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)23 CO H2氣體燃料氣體燃料汽、煤、汽、煤、柴油柴油醇、醚醇、醚生物質(zhì)定向轉(zhuǎn)換制備清潔燃料示意圖定向轉(zhuǎn)換定向轉(zhuǎn)換 生物質(zhì)生物質(zhì) 燃燒燃燒 bio mass工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)24Future Energy to Low-Carbon Town in ChinaNew Energy TechnologiesRenewable energyConventiona

6、l Energy cleanFuture energy工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)與節(jié)能工程熱力學(xué)與節(jié)能工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 是一門研究是一門研究熱能熱能有效利用及有效利用及 熱能熱能和其它形式和其它形式能量能量轉(zhuǎn)換規(guī)律轉(zhuǎn)換規(guī)律 的科學(xué)的科學(xué)建立節(jié)能的理論基礎(chǔ)建立節(jié)能的理論基礎(chǔ)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)(1)中國(guó)能源資源缺乏中國(guó)能源資源缺乏(2)中國(guó)中國(guó)能源利用效率低下能源利用效率低下(3)能源環(huán)境問(wèn)題突出能源環(huán)境問(wèn)題突出262021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)27 熱力學(xué)的分類熱力學(xué)的分類工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)：熱能與機(jī)械能：熱能與機(jī)械能物理熱力學(xué)物理熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)生物熱力學(xué)生物熱力

7、學(xué)溶液熱力學(xué)溶液熱力學(xué)熱熱力力學(xué)學(xué)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)28能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系 熱熱 能能 電電 能能 機(jī)機(jī) 械械 能能風(fēng)風(fēng)能能水水能能化化學(xué)學(xué)能能核核能能地地?zé)釤崮苣芴?yáng)陽(yáng)能能光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換燃料電池燃料電池光熱光熱聚變聚變裂變裂變?nèi)紵紵囁囁啓C(jī)水輪機(jī)風(fēng)車風(fēng)車熱機(jī)熱機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)90%轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換供暖供暖生物質(zhì)生物質(zhì)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)29 熱熱 機(jī)機(jī) 種種 類類 車輛發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）車輛發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）25-35%航空發(fā)動(dòng)機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī) 20-30%輪船發(fā)動(dòng)機(jī)輪船發(fā)動(dòng)機(jī) 25-35%發(fā)電（火力、核能）發(fā)電（火力、核能）40-50%制冷空調(diào)制冷空調(diào)(非熱機(jī)，同

8、理）非熱機(jī)，同理）200%能量利用率能量利用率heat engineEnergy efficiency工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)裝置裝置空氣、油空氣、油廢氣廢氣吸氣吸氣壓縮壓縮點(diǎn)火點(diǎn)火膨脹膨脹排氣排氣internal combustion engine工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造（內(nèi)燃機(jī)）發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造（內(nèi)燃機(jī)）圖6-15 單缸汽油機(jī)構(gòu)造示意圖-火花塞 2-氣缸蓋 3-出水口 4-氣缸 5-活塞 6-水套 7-水泵 8-活塞銷 9-進(jìn)水口 10-連桿 11-飛輪 12-曲軸 13-機(jī)油管 14-曲軸箱 15-機(jī)油泵 16-曲軸正時(shí)齒輪 17-凸輪正時(shí)齒輪 18-凸輪軸 19-排氣管20-進(jìn)

9、氣管 21-進(jìn)氣門 22排氣門 23-化油器 engine312021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)（內(nèi)燃機(jī)）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)（內(nèi)燃機(jī)）322021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)33內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)裝置裝置基本特點(diǎn)基本特點(diǎn)1、熱源，冷源熱源，冷源2、工質(zhì)（燃?xì)猓┕べ|(zhì)（燃?xì)猓?、膨脹做功膨脹做功4、循環(huán)循環(huán) (加壓、加熱、加壓、加熱、膨脹做功、放熱膨脹做功、放熱)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)（航空發(fā)動(dòng)機(jī)）渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)（航空發(fā)動(dòng)機(jī)）高壓透平高壓透平燃燒室燃燒室壓氣機(jī)壓氣機(jī)低壓透平低壓透平2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)燃?xì)庋b置基本特點(diǎn)燃?xì)庋b置基本特點(diǎn)1、熱源，冷源2、工質(zhì)

10、（燃?xì)猓?、膨脹做功4、循環(huán) (加壓、加熱、膨脹做功、放熱)壓壓氣氣機(jī)機(jī)燃燃?xì)鈿廨嗇啓C(jī)機(jī)燃燒室燃燒室空空氣氣廢廢氣氣工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)火電廠系統(tǒng)圖火電廠系統(tǒng)圖Steam Power Station2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)國(guó)產(chǎn)流化床鍋爐國(guó)產(chǎn)流化床鍋爐(蘇盛熱電廠蘇盛熱電廠)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)山東日照發(fā)電廠山東日照發(fā)電廠350MW350MW工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)汽輪機(jī)（透平汽輪機(jī)（透平TurbineTurbine）機(jī)組刨面圖）機(jī)組刨面圖工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)660MW660MW發(fā)電機(jī)內(nèi)部（邯鄲發(fā)電廠發(fā)電機(jī)內(nèi)部（邯鄲發(fā)電廠)generator工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)凝汽器凝汽器 （蘇盛熱電

11、廠（蘇盛熱電廠)condenser工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)凝汽器凝汽器Condenser和冷卻塔系統(tǒng)圖和冷卻塔系統(tǒng)圖2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)火力發(fā)電裝置基本特點(diǎn)火力發(fā)電裝置基本特點(diǎn)鍋鍋爐爐汽輪機(jī)汽輪機(jī) 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 給水泵給水泵 凝凝汽汽器器過(guò)熱器過(guò)熱器 1、熱源，冷源熱源，冷源2、工質(zhì)（水，蒸汽）、工質(zhì)（水，蒸汽）3、膨脹做功、膨脹做功4、循環(huán)、循環(huán) (加壓、加熱、加壓、加熱、膨脹做功、放熱膨脹做功、放熱)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)44制冷空調(diào)制冷空調(diào)裝置裝置基本特點(diǎn)基本特點(diǎn)1、熱源，冷源熱源，冷源2、工質(zhì)（制冷劑）工質(zhì)（制冷劑）3、得到容積變化功得到容積變化功4、循環(huán)循環(huán) (加壓、放熱

12、、加壓、放熱、膨脹、吸熱膨脹、吸熱)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)45熱力熱力裝置裝置共同基本特點(diǎn)共同基本特點(diǎn) 1、熱源，冷源熱源，冷源 heat reservoir 2、工質(zhì)工質(zhì) medium,working substance 3、容積變化功容積變化功 moving boundary work 4、循環(huán)循環(huán) cycle工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)熱機(jī)熱機(jī) 高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩?低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩?Q1Q2W1WQ收益代價(jià)動(dòng)力循環(huán)簡(jiǎn)圖動(dòng)力循環(huán)簡(jiǎn)圖熱效率熱效率 Thermal efficiency工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)47思思 考考 題題？2、為何要有兩個(gè)熱源，能否不要低、為何要有兩個(gè)熱源，能否不要低 溫?zé)嵩礈責(zé)嵩?不

13、放熱，不放熱，W=Q是否可以進(jìn)行？是否可以進(jìn)行？4、普通發(fā)電廠效率高的只有、普通發(fā)電廠效率高的只有40%左右，左右，可否有途徑提高，最高效率是否有極可否有途徑提高，最高效率是否有極 限？極限為多少？限？極限為多少？1、為什么永動(dòng)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)？、為什么永動(dòng)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)？Perpetual motion machine3、動(dòng)力裝置為什么都要先升壓，再吸熱，、動(dòng)力裝置為什么都要先升壓，再吸熱，能否先吸熱，再升壓能否先吸熱，再升壓?工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)的研究?jī)?nèi)容工程熱力學(xué)的研究?jī)?nèi)容 1、能量轉(zhuǎn)換的基本定律能量轉(zhuǎn)換的基本定律 2、工質(zhì)的基本性質(zhì)與熱力過(guò)程工質(zhì)的基本性質(zhì)與熱力過(guò)程3、熱功轉(zhuǎn)換設(shè)備、工

14、作原理熱功轉(zhuǎn)換設(shè)備、工作原理4、化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)482021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)491、宏觀方法：宏觀方法：連續(xù)體連續(xù)體(continuum)，用宏觀，用宏觀物理量描述其狀態(tài)，其基本規(guī)律是無(wú)數(shù)經(jīng)驗(yàn)物理量描述其狀態(tài)，其基本規(guī)律是無(wú)數(shù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)的總結(jié) 特點(diǎn)特點(diǎn)：可靠，普遍，不能任意推廣可靠，普遍，不能任意推廣 經(jīng)典經(jīng)典（宏觀宏觀,平衡平衡）熱力學(xué)熱力學(xué) classical(macroscopic,equilibrium)工程熱力學(xué)研究方法工程熱力學(xué)研究方法工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)502、微觀方法：微觀方法：從微觀粒子的運(yùn)動(dòng)及相互作從微觀粒子的運(yùn)動(dòng)及相互作用角度研究熱現(xiàn)象及規(guī)律用角

15、度研究熱現(xiàn)象及規(guī)律 特點(diǎn)：特點(diǎn)：揭示本質(zhì)，模型近似揭示本質(zhì)，模型近似 微觀（統(tǒng)計(jì)）熱力學(xué)微觀（統(tǒng)計(jì)）熱力學(xué) microscopic(statistical)thermodynamics工程熱力學(xué)研究方法工程熱力學(xué)研究方法工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)511、有幾位科學(xué)家在熱力學(xué)作出了貢獻(xiàn)，、有幾位科學(xué)家在熱力學(xué)作出了貢獻(xiàn)，獲諾貝爾獎(jiǎng)？獲諾貝爾獎(jiǎng)？小小 知知 識(shí)識(shí)2、中國(guó)哪位教授與美國(guó)教授合作提出、中國(guó)哪位教授與美國(guó)教授合作提出 的狀態(tài)方程得到普遍認(rèn)可？的狀態(tài)方程得到普遍認(rèn)可？4、為什么恩格斯說(shuō)、為什么恩格斯說(shuō)“卡諾定理卡諾定理”是頭重是頭重 腳輕的定理？腳輕的定理？3、Maxwell 妖是什么？妖是什么

16、？工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家（1）J.D.范.德瓦爾斯 Johannes van der Waals (1837-1923)荷蘭 氣體和液體狀態(tài)方程 1910年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家（2）M.普朗克 Max Planck (1858-1947)德國(guó) 發(fā)現(xiàn)能量子（量子理論）熱二律 1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家（3）W.H.能斯脫 Walther Hermann Nernst (1864-1941)德國(guó) 熱化學(xué)，熵基準(zhǔn) 1920年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家（4

17、）L.昂薩格 Lars Onsager (1903-1976)美國(guó) 不可逆過(guò)程熱力學(xué)理論 1968年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家（5）I.普里戈金 Ilya Prigogine(1917-2003)比利時(shí) 熱力學(xué)的耗散結(jié)構(gòu)理論 1977年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家（6）K.G.威爾遜 Kenneth G.Wilson(1936-)美國(guó) 臨界重整化群理論 1982年諾貝爾物理獎(jiǎng)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)參參 考考 書書1、工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 沈維道等沈維道等 高教出版社高教出版社2、工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 曾丹苓等曾丹苓等 高教出版社高

18、教出版社3、工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 朱明善等朱明善等 高教出版社高教出版社4、工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 龐麓鳴等龐麓鳴等 高教出版社高教出版社582021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)教學(xué)要求及考核方式教學(xué)要求及考核方式1、弄清基本概念，注意每章后的思考題弄清基本概念，注意每章后的思考題2、獨(dú)立完成作業(yè)，每?jī)芍芩纳险n時(shí)按時(shí)交獨(dú)立完成作業(yè)，每?jī)芍芩纳险n時(shí)按時(shí)交3、有問(wèn)題及時(shí)解決，不要拖至考試有問(wèn)題及時(shí)解決，不要拖至考試clear understanding and firm grasp of the basic principles1、平時(shí)作業(yè)、平時(shí)作業(yè)20%2、期中考試、期中考試20%3、期末考試、

19、期末考試60%592021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)60緒緒 論論 完完End of Preface工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)基本概念基本概念Basic Concepts2021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)熱力系統(tǒng)熱力系統(tǒng)熱力系統(tǒng)(熱力系、系統(tǒng)熱力系、系統(tǒng))：人為地：人為地 研究對(duì)象研究對(duì)象1、系統(tǒng)、系統(tǒng)的定義的定義Thermodynamic systemsystemA quantity of matter or a region in space chosen for study622021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)熱力系統(tǒng)外界：系統(tǒng)以外的所有物質(zhì)外界：系統(tǒng)以外的所有物質(zhì)2、系統(tǒng)、外界系

20、統(tǒng)、外界與邊界與邊界邊界邊界(界面界面)：系統(tǒng)與外界的分界面：系統(tǒng)與外界的分界面系統(tǒng)與外界的作用都通過(guò)邊界系統(tǒng)與外界的作用都通過(guò)邊界surroundingsboundary632021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)熱力系統(tǒng)選取的人為性鍋鍋爐爐汽輪機(jī)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵給水泵凝凝汽汽器器過(guò)熱器過(guò)熱器只交換功只交換功只交換熱只交換熱既交換功既交換功也交換熱也交換熱工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)邊界特性真實(shí)、虛構(gòu)真實(shí)、虛構(gòu)固定、活動(dòng)固定、活動(dòng)fixed、movablereal、imaginary652021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)熱力系統(tǒng)分類熱力系統(tǒng)分類以系統(tǒng)與外界關(guān)系劃分：以系統(tǒng)與外界關(guān)系劃分：有

21、有 無(wú)無(wú)是否傳質(zhì)是否傳質(zhì) 開口系開口系 閉口系閉口系是否傳熱是否傳熱 非絕熱系非絕熱系 絕熱系絕熱系是否傳功是否傳功 非絕功系非絕功系 絕功系絕功系是否傳熱、功、質(zhì)是否傳熱、功、質(zhì) 非孤立系非孤立系 孤立系孤立系662021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)Types of System開口系開口系絕熱系絕熱系孤立系孤立系Closed system Control massIsolated systemOpen systemControl volume閉口系閉口系A(chǔ)diabatic system672021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)1234mQW1 開口系開口系熱力熱力系統(tǒng)系統(tǒng)非孤立系相關(guān)外界

22、非孤立系相關(guān)外界孤立系孤立系1+2 閉口系閉口系1+2+3 絕熱閉口系絕熱閉口系1+2+3+4 孤立系孤立系工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)熱力系統(tǒng)其它分類方式熱力系統(tǒng)其它分類方式 其它分類方式其它分類方式物理化學(xué)性質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì) 均勻系均勻系 非均勻系非均勻系工質(zhì)種類工質(zhì)種類多元系多元系單元系單元系相態(tài)相態(tài)多相多相單相單相692021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)最重要的系統(tǒng)最重要的系統(tǒng) 只交換熱量和一種準(zhǔn)靜態(tài)的容積變化功只交換熱量和一種準(zhǔn)靜態(tài)的容積變化功容積變化功容積變化功壓縮功壓縮功膨脹功膨脹功Simple compressible systemMoving Bounda

23、ry WorkCompression WorkExpansion Work702021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)狀態(tài)和狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)和狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)：某一瞬間熱力系所呈現(xiàn)的宏觀狀況狀態(tài)：某一瞬間熱力系所呈現(xiàn)的宏觀狀況狀態(tài)參數(shù)：描述熱力系狀態(tài)的物理量狀態(tài)參數(shù)：描述熱力系狀態(tài)的物理量狀態(tài)參數(shù)的狀態(tài)參數(shù)的特征特征：1、狀態(tài)確定，則狀態(tài)參數(shù)也確定，反之亦然、狀態(tài)確定，則狀態(tài)參數(shù)也確定，反之亦然2、狀態(tài)參數(shù)的積分特征：狀態(tài)參數(shù)的變化量、狀態(tài)參數(shù)的積分特征：狀態(tài)參數(shù)的變化量 與路徑無(wú)關(guān)，只與初終態(tài)有關(guān)與路徑無(wú)關(guān)，只與初終態(tài)有關(guān)3、狀態(tài)參數(shù)的微分特征：全微分、狀態(tài)參數(shù)的微分特征：全微分State and s

24、tate properties712021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)狀態(tài)參數(shù)的積分特征狀態(tài)參數(shù)的積分特征 狀態(tài)參數(shù)變化量與路徑無(wú)關(guān)，只與狀態(tài)參數(shù)變化量與路徑無(wú)關(guān)，只與初終態(tài)有關(guān)。初終態(tài)有關(guān)。數(shù)學(xué)上：數(shù)學(xué)上：點(diǎn)函數(shù)、態(tài)函數(shù)點(diǎn)函數(shù)、態(tài)函數(shù)1 2ab212,12,112abzzdzdzdzpoint functiondz=0722021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)狀態(tài)參數(shù)的微分特征狀態(tài)參數(shù)的微分特征設(shè)設(shè) z z=z z(x,y)dz z是全微分是全微分yxzzdzdxdyxy充要條件：充要條件：22zzx yy x 可判斷是否可判斷是否是狀態(tài)參數(shù)是狀態(tài)參數(shù)Total differentials

25、732021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)與廣延參數(shù)強(qiáng)度參數(shù)與廣延參數(shù)強(qiáng)度參數(shù)：與物質(zhì)的量無(wú)關(guān)的參數(shù)強(qiáng)度參數(shù)：與物質(zhì)的量無(wú)關(guān)的參數(shù) 如壓力如壓力 p、溫度溫度T廣延參數(shù)：與物質(zhì)的量有關(guān)的參數(shù)廣延參數(shù)：與物質(zhì)的量有關(guān)的參數(shù)可加性可加性 如如 質(zhì)量質(zhì)量m、容積容積 V、熱力學(xué)能熱力學(xué)能 U、焓焓 H、熵熵S比參數(shù)：比參數(shù)：比容比容VvmUum比熱力學(xué)能比熱力學(xué)能Hhm比焓比焓Ssm比熵比熵單位：?jiǎn)挝唬?kg /kmol 具有強(qiáng)度參數(shù)的性質(zhì)具有強(qiáng)度參數(shù)的性質(zhì)Intensive properties Extensive properties 742021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)與

26、廣延參數(shù)強(qiáng)度參數(shù)與廣延參數(shù)速度速度動(dòng)能動(dòng)能高度高度 位能位能 熱力學(xué)能熱力學(xué)能溫度溫度應(yīng)力應(yīng)力摩爾數(shù)摩爾數(shù)（強(qiáng)）（強(qiáng)）（強(qiáng)）（強(qiáng)）（強(qiáng)）（強(qiáng)）（強(qiáng)）（強(qiáng)）（廣）（廣）（廣）（廣）（廣）（廣）（廣）（廣）Velocity Kinetic EnergyHeight Potential EnergyTemperature Internal EnergyStressMol752021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)基本狀態(tài)參數(shù)基本狀態(tài)參數(shù)壓力壓力 p、溫度、溫度 T、比容、比容 v （容易測(cè)量）（容易測(cè)量）1 1、壓力、壓力 p (pressure)物理中壓強(qiáng)物理中壓強(qiáng)，單位單位:Pa(Pascal),

27、N/m2常用單位常用單位Units：1 kPa=103 Pa 1bar=105 Pa 1 MPa=106 Pa 1 atm=760 mmHg=1.013 105 Pa 1 mmHg=133.3 Pa 1 at=1 kgf/cm2=9.80665 104 PaBasic state properties762021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)壓力壓力p測(cè)量測(cè)量示意圖絕對(duì)壓力與環(huán)境壓力的絕對(duì)壓力與環(huán)境壓力的相對(duì)值相對(duì)值 相對(duì)壓力相對(duì)壓力注意：注意：只有絕對(duì)壓力只有絕對(duì)壓力 p 才才是狀態(tài)參數(shù)是狀態(tài)參數(shù)U-tube manometerBourdon Tube772021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力

28、學(xué)絕對(duì)壓力與相對(duì)壓力絕對(duì)壓力與相對(duì)壓力當(dāng)當(dāng) p pb表壓力表壓力 peebppp當(dāng)當(dāng) p pb真空度真空度 pvbvppppbpeppvprelative pressureabsolute pressureGage pressureVacuum pressure782021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)環(huán)境壓力與大氣壓力環(huán)境壓力與大氣壓力指壓力表所處環(huán)境指壓力表所處環(huán)境注意：注意：環(huán)境壓力一般為大環(huán)境壓力一般為大氣壓，但不一定。氣壓，但不一定。環(huán)境壓力環(huán)境壓力Environmental pressure大氣大氣壓力壓力 Atmospheric pressurebarometric hbarom

29、eter792021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)大氣壓力大氣壓力Atmospheric pressure大氣壓隨時(shí)間、地點(diǎn)變化大氣壓隨時(shí)間、地點(diǎn)變化物理大氣壓物理大氣壓 1atm=760mmHg當(dāng)當(dāng)h變化不大，變化不大，常數(shù)常數(shù)1mmHg=gh=133.322Pa當(dāng)當(dāng)h變化大，變化大，(h)()ph gdh 802021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)Other Pressure Measurement Devices高精度測(cè)量：活塞壓力計(jì)高精度測(cè)量：活塞壓力計(jì) piston manometer工業(yè)或一般科研測(cè)量：壓力傳感器工業(yè)或一般科研測(cè)量：壓力傳感器 Pressure transducer

30、s Piezoelectric effect812021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)基本狀態(tài)參數(shù)基本狀態(tài)參數(shù)壓力壓力 p、溫度、溫度 T、比容、比容 v （容易測(cè)量）（容易測(cè)量）2 2、溫度、溫度 T (Temperature)Basic state properties822021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)溫度溫度T 的一般定義的一般定義傳統(tǒng)：冷熱程度的度量。感覺(jué)，導(dǎo)熱，熱容量傳統(tǒng)：冷熱程度的度量。感覺(jué)，導(dǎo)熱，熱容量微觀：衡量分子平均動(dòng)能的量度微觀：衡量分子平均動(dòng)能的量度 T 0.5 m w 21)同同T,0.5mw 2 不同，如碳固體和碳蒸氣不同，如碳固體和碳蒸氣2)0.5mw 2總

31、總 0,T 0,1951年核磁共振法對(duì)年核磁共振法對(duì) 氟化鋰晶體的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)負(fù)的開爾文溫度氟化鋰晶體的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)負(fù)的開爾文溫度3)T=0 0.5mw 2=0 分子一切運(yùn)動(dòng)停止，分子一切運(yùn)動(dòng)停止，零點(diǎn)能零點(diǎn)能832021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)溫度的熱力學(xué)定義溫度的熱力學(xué)定義熱力學(xué)第零定律熱力學(xué)第零定律（R.W.Fowler in 1931）如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)處于如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡，則兩個(gè)系統(tǒng)彼此必然處于熱平衡熱平衡，則兩個(gè)系統(tǒng)彼此必然處于熱平衡。溫度測(cè)量的溫度測(cè)量的理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)B 溫度計(jì)溫度計(jì)842021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)The Zeroth L

32、aw of Thermodynamics如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)處如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡，則兩個(gè)系統(tǒng)彼此必然處于熱于熱平衡，則兩個(gè)系統(tǒng)彼此必然處于熱平衡。平衡。If two bodies are in thermal equilibrium with a third body,they are also in thermal equilibrium with each other.852021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)為什么叫做熱力學(xué)第零定律為什么叫做熱力學(xué)第零定律熱力學(xué)第熱力學(xué)第零零定律定律 1931年年 T熱力學(xué)第熱力學(xué)第一一定律定律 1840 1850年年 E熱力

33、學(xué)第熱力學(xué)第二二定律定律 1854 1855年年 S熱力學(xué)第熱力學(xué)第三三定律定律 1906年年 S基準(zhǔn)基準(zhǔn)862021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)溫度的熱力學(xué)定義溫度的熱力學(xué)定義處于同一熱平衡狀態(tài)的各個(gè)熱力系，處于同一熱平衡狀態(tài)的各個(gè)熱力系，必定有某一宏觀特征彼此相同，用于描述必定有某一宏觀特征彼此相同，用于描述此宏觀特征的物理量此宏觀特征的物理量 溫度溫度。溫度是確定一個(gè)系統(tǒng)是否與其它系溫度是確定一個(gè)系統(tǒng)是否與其它系統(tǒng)處于熱平衡的物理量統(tǒng)處于熱平衡的物理量872021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)Temperature measurement溫度溫度計(jì)計(jì)物質(zhì)物質(zhì)（水銀，鉑電阻）（水銀，鉑電

34、阻）特性特性（體積膨脹，阻值）（體積膨脹，阻值）基準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)刻度刻度 Scale溫標(biāo)溫標(biāo) Temperature scaleReference state882021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)溫標(biāo)溫標(biāo)Temperature scale 熱力學(xué)溫標(biāo)（絕對(duì)溫標(biāo)）熱力學(xué)溫標(biāo)（絕對(duì)溫標(biāo)）Kelvin scale （Britisher,L.Kelvin,1824-1907）攝氏溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)Celsius scale (Swedish,A.Celsius,1701-1744）華氏溫標(biāo)華氏溫標(biāo)Fahrenheit scale (German,G.Fahrenheit,1686-1736)朗肯溫標(biāo)朗肯溫標(biāo)

35、Rankine scale (W.Rankine,1820-1872)892021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)常用溫標(biāo)之間的關(guān)系常用溫標(biāo)之間的關(guān)系絕對(duì)絕對(duì)K攝氏攝氏 華氏華氏F朗肯朗肯R100373.150.01273.160273.15-17.80-273.15212671.6737.8100032-459.670459.67491.67冰熔點(diǎn)冰熔點(diǎn)水三相點(diǎn)水三相點(diǎn)鹽水熔點(diǎn)鹽水熔點(diǎn)發(fā)燒發(fā)燒水沸點(diǎn)水沸點(diǎn)559.67902021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)溫標(biāo)的換算溫標(biāo)的換算O 273.15T Kt CO5(32)9t Ct F 459.67t Ft R912021/8/26工程熱力學(xué)工程熱

36、力學(xué)Temperature Measurement Devices水銀溫度計(jì)水銀溫度計(jì)thermometer，酒精溫度計(jì)，酒精溫度計(jì)，熱電偶熱電偶 Thermocouple熱電阻熱電阻 Resistance temperature detector輻射溫度計(jì)輻射溫度計(jì)Radiation thermometer鉑電阻溫度計(jì)鉑電阻溫度計(jì) Platinum激光全息干涉儀激光全息干涉儀CARSCARS（相干反斯托克斯喇曼光譜）法（相干反斯托克斯喇曼光譜）法922021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)基本狀態(tài)參數(shù)基本狀態(tài)參數(shù)壓力壓力 p、溫度、溫度 T、比容、比容 v （容易測(cè)量）（容易測(cè)量）3 3、比容、比容 v (specific volume)Basic state propertiesm3/kgVvm工質(zhì)聚集的疏密程度工質(zhì)聚集的疏密程度物理上常用密度物理上常用密度d density kg/m31v932021/8/26工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)小小 結(jié)結(jié) Summary基本概念：基本概念：熱力系熱力系 熱力系的分類熱力系的分類 狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)參數(shù) 熱力學(xué)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)942021/8/26 剛才的發(fā)言，如剛才的發(fā)言，如有不當(dāng)之處請(qǐng)多指有不當(dāng)之處請(qǐng)多指正。謝謝大家！正。謝謝大家！952021/8/26部分資料從網(wǎng)絡(luò)收集整理而來(lái)，供大家參考，感謝您的關(guān)注！