知識點：功量PPT

1、 系統(tǒng)與外界傳遞的能量主要有：功量、熱量和隨物質流系統(tǒng)與外界傳遞的能量主要有：功量、熱量和隨物質流入流出控制體界面所攜帶的能量。入流出控制體界面所攜帶的能量。 1. 1.功量的定義功量的定義 功量是在除溫差以外的其他不平衡勢差的作用下系統(tǒng)與功量是在除溫差以外的其他不平衡勢差的作用下系統(tǒng)與外界所發(fā)生的能量交換。由于不平衡勢差的存在導致了過程外界所發(fā)生的能量交換。由于不平衡勢差的存在導致了過程的進行，故功量只有在過程中才能發(fā)生才有意義。過程停止的進行，故功量只有在過程中才能發(fā)生才有意義。過程停止了，系統(tǒng)與外界的功量傳遞也相應停止。所以功量是過程量了，系統(tǒng)與外界的功量傳遞也相應停止。所以功量是過程量

2、它的大小除了取決于熱力過程的初、終狀態(tài)，還和過程的特它的大小除了取決于熱力過程的初、終狀態(tài)，還和過程的特性有關。性有關。 2.2.容積變化功及容積變化功及p-vp-v圖圖 熱能與機械能的相互轉化是依靠工質的膨脹或壓縮來實熱能與機械能的相互轉化是依靠工質的膨脹或壓縮來實現(xiàn)的，相應的稱為膨脹功或壓縮功，也稱容積變化功。如圖現(xiàn)的，相應的稱為膨脹功或壓縮功，也稱容積變化功。如圖知識點：功量知識點：功量1 1所示，以氣缸所示，以氣缸- -活塞機構為例來推導容積功的計算式?；钊麢C構為例來推導容積功的計算式。 設氣缸內有設氣缸內有1kg1kg氣體，并取其氣體，并取其為閉口熱力系統(tǒng)。工質在閉口系為閉口熱力系統(tǒng)

3、。工質在閉口系統(tǒng)內進行一熱力過程統(tǒng)內進行一熱力過程1-2,1-2,當工質當工質克服外力克服外力F F推動活塞移動微小距推動活塞移動微小距離離dSdS時，工質將對外做出微小的時，工質將對外做出微小的膨脹功。膨脹功。 假設過程是可逆過程，作用假設過程是可逆過程，作用在活塞上的外力在活塞上的外力 F F與工質作用在與工質作用在活塞上的力相等。外力活塞上的力相等。外力 F F就可以就可以用系統(tǒng)內部的狀態(tài)參數(shù)來表示，用系統(tǒng)內部的狀態(tài)參數(shù)來表示， vv0pdS21pdv2v121pF21pdvwpdvw 圖圖1 1 容積變化功容積變化功知識點：功量知識點：功量wF dS即即式中式中f f是活塞的截面積。于

4、是有是活塞的截面積。于是有 式中式中dvdv表示當活塞移動表示當活塞移動dSdS時，系統(tǒng)比容的微小變化。時，系統(tǒng)比容的微小變化。 對于整個膨脹過程對于整個膨脹過程1-21-2，工質對外所作的膨脹功為：，工質對外所作的膨脹功為： 在在p-vp-v圖中，膨脹功圖中，膨脹功w w的值為過程曲線的值為過程曲線1-21-2下的面積下的面積12v12v2 2v v1 11 1由于在由于在p-vp-v圖上可用過程線與坐標軸之間圍成的面積表示功的圖上可用過程線與坐標軸之間圍成的面積表示功的大小，故又稱大小，故又稱p-vp-v圖為示功圖。很顯然，在初、終狀態(tài)相同的圖為示功圖。很顯然，在初、終狀態(tài)相同的pfF w

5、pdvwpfdSJ/kg J/kg （1 1）知識點：功量知識點：功量21wpdvJ/kg J/kg （2 2）情況下，如果過程所經(jīng)歷的途徑不同，則膨脹功的大小也不情況下，如果過程所經(jīng)歷的途徑不同，則膨脹功的大小也不同，這充分說明膨脹功與過程特性有關，膨脹功是過程量而同，這充分說明膨脹功與過程特性有關，膨脹功是過程量而不是狀態(tài)量。不是狀態(tài)量。 3. 3.軸功軸功 系統(tǒng)通過機械軸與系統(tǒng)通過機械軸與外界傳遞的機械功稱軸外界傳遞的機械功稱軸功。見圖功。見圖 2 2外界功源向外界功源向剛性絕熱閉口系統(tǒng)輸入剛性絕熱閉口系統(tǒng)輸入軸功軸功WsWs，該軸功通過耗，該軸功通過耗散效應轉換成熱量，被散效應轉換成熱量，被系統(tǒng)吸收，增加系統(tǒng)內系統(tǒng)吸收，增加系統(tǒng)內能。但剛性容器中工質能。但剛性容器中工質 知識點：功量知識點：功量（a）系統(tǒng)sW（b）出口進口sW圖圖2 2 軸功軸功不能膨脹，熱量不可能轉換為機械功，因此，剛性閉口系統(tǒng)不能膨脹，熱量不可能轉換為機械功，因此，剛性閉口系統(tǒng)不能向外界輸出膨脹功。工程上許多機械為開口系統(tǒng)，與外不能向外界輸出膨脹功。工程上許多機械為開口系統(tǒng)，與外界傳遞的機械功為軸