第3章熱力學(xué)第一定律

1、第3章 熱力學(xué)第一定律3.1 基本要求深刻理解熱量、儲存能、功的概念，深刻理解內(nèi)能、焓的物理意義理解膨脹（壓縮）功、軸功、技術(shù)功、流動功的聯(lián)系與區(qū)別熟練應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解決具體問題3.2 本章重點1必須學(xué)會并掌握應(yīng)用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行解題的方法，步驟如下： 1）根據(jù)需要求解的問題，選取熱力系統(tǒng)。 2）列出相應(yīng)系統(tǒng)的能量方程 3）利用已知條件簡化方程并求解 4）判斷結(jié)果的正確性2深入理解熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)，并掌握其各種表達(dá)式（能量方程）的使用對象和應(yīng)用條件。3切實理解熱力學(xué)中功的定義，掌握各種功量的含義和計算，以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系，切實理解熱力系能量的概念，掌握各種系統(tǒng)中系統(tǒng)能量增量的具

2、體含義。4在本章學(xué)習(xí)中，要更多注意在穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定流動情況下，適用于理想氣體和可逆過程的各種公式的理解與應(yīng)用。3.3 例 題例1門窗緊閉的房間內(nèi)有一臺電冰箱正在運行,若敞開冰箱的大門就有一股涼氣撲面,感到?jīng)鏊Ｓ谑怯腥司拖胪ㄟ^敞開冰箱大門達(dá)到降低室內(nèi)溫度的目的,你認(rèn)為這種想法可行嗎?解：按題意，以門窗禁閉的房間為分析對象，可看成絕熱的閉口系統(tǒng)，與外界無熱量交換，Q=0，如圖3.1所示，當(dāng)安置在系統(tǒng)內(nèi)部的電冰箱運轉(zhuǎn)時，將有電功輸入系統(tǒng)，根據(jù)熱力學(xué)規(guī)定：W0，由熱力學(xué)第一定律可知，即系統(tǒng)的內(nèi)能增加，也就是房間內(nèi)空氣的內(nèi)能增加。由于空氣可視為理想氣體，其內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)。內(nèi)能增加溫度也增加，可見此種想

3、法不但不能達(dá)到降溫目的，反而使室內(nèi)溫度有所升高。若以電冰箱為系統(tǒng)進(jìn)行分析，其工作原理如圖3.1所示。耗功W后連同從冰室內(nèi)取出的冷量一同通過散熱片排放到室內(nèi)，使室內(nèi)溫度升高。圖3.1例2. 既然敞開冰箱大門不能降溫，為什么在門窗緊閉的房間內(nèi)安裝空調(diào)器后卻能使溫度降低呢? 解:參看圖3.2, 仍以門窗緊閉的房間為對象。由于空調(diào)器安置在窗上，通過邊界向環(huán)境大氣散熱,這時閉口系統(tǒng)并不絕熱,而且向外界放熱，由于Q0，雖然空調(diào)器工作時依舊有電功W輸入系統(tǒng)，仍然W0，但按閉口系統(tǒng)能量方程：，此時雖然Q與W都是負(fù)的,但，所以U0, U0 , W0BQ=0, U0 , W0, U0 , W=0DQ=0, U=0

4、 , W=0 三、填空1熱量與膨脹功都是 量，熱能通過 差而傳遞 ，膨脹功通過 傳遞 。2閉口系統(tǒng)適用于 過程，開口系統(tǒng)適用于 。3能量方程式+適用的條件是 。4公式適用于理想氣體的 過程。5公式適用于任何氣體的 過程。6公式適用于 過程。四、名詞解釋熱力學(xué)第一定律焓系統(tǒng)的儲存能技術(shù)功穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流五、計算題1lkg空氣從初態(tài)=5bar，=340K。在閉口系統(tǒng)中進(jìn)行可逆絕熱膨脹，其容積變?yōu)樵瓉淼?倍()求終態(tài)壓力、溫度、內(nèi)能、焓的變化及膨脹功。2壓氣機(jī)產(chǎn)生壓力為6bar，流量為20kg/s的壓縮空氣，已知壓氣機(jī)進(jìn)口狀態(tài)=1bar，=20，如為不可逆絕熱壓縮，實際消耗功是理論軸功的1.15倍，求壓氣機(jī)出口溫度及實際消耗功率P。3氣體從=1bar，=0