工程熱力學(xué)緒論完美課課件

工程熱力學(xué)緒論工程熱力學(xué)緒論1本講內(nèi)容CH0緒論1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介2熱力學(xué)發(fā)展史3教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求本講內(nèi)容CH0緒論2思考題CH0緒論

1了解工程熱力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史；2理解熱能和機(jī)械能連續(xù)轉(zhuǎn)換需要滿足的條件。思考題CH0緒論3CH0緒論0.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介課程性質(zhì)研究對(duì)象研究?jī)?nèi)容研究方法0.2熱力學(xué)發(fā)展史理論——熱力學(xué)四大定律實(shí)踐——熱機(jī)熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家0.3教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求CH0緒論0.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介40.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)：是一門從工程觀點(diǎn)來(lái)論述熱力學(xué)普遍原理及其各種應(yīng)用的基礎(chǔ)性應(yīng)用學(xué)科。本課程的性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課節(jié)能分析的理論基礎(chǔ)過(guò)程裝備設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)之一工程熱力學(xué)：

熱能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換物理熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)生物熱力學(xué)溶液熱力學(xué)熱力學(xué)傳熱學(xué)熱工基礎(chǔ)0.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)：工程熱力學(xué)：熱傳熱學(xué)熱工基5世界能源狀況全球能源消費(fèi)增長(zhǎng)迅速全球能源危機(jī)世界能源狀況全球能源消費(fèi)增長(zhǎng)迅速6石油價(jià)格波動(dòng)石油價(jià)格波動(dòng)7中國(guó)能源需求與生產(chǎn)差額中國(guó)能源需求與生產(chǎn)差額8中國(guó)與世界工業(yè)能耗比較g/kW.h中國(guó)平均供電耗煤量的變化冶金\化肥耗煤量比較中國(guó)與世界工業(yè)能耗比較g/kW.h中國(guó)平均供電耗煤量的9節(jié)能是我們的責(zé)任我國(guó)主要部門節(jié)能潛力：鋼鐵工業(yè)24%建材工業(yè)13-22%石化10-24%合成氨6-18%有色金屬4-10%交通部門:公路20-50%

鐵路10-30%

民航16-34%

政府機(jī)構(gòu)：15-20%節(jié)能是近年來(lái)的基本國(guó)策“開(kāi)發(fā)和節(jié)約并重”節(jié)能任重道遠(yuǎn)！節(jié)能是我們的責(zé)任！節(jié)能是我們的責(zé)任我國(guó)主要部門節(jié)能潛力：節(jié)能是近年來(lái)的基本國(guó)策100.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)的研究對(duì)象：

工程熱力學(xué)主要研究熱能的有效利用以及熱能和其它形式能量轉(zhuǎn)換規(guī)律。

熱是人類最早發(fā)現(xiàn)的一種自然力，是地球上一切生命的源泉。

—恩格斯0.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)的研究對(duì)象：11能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系熱能電能機(jī)械能

風(fēng)能水能化學(xué)能核能地?zé)崮芴?yáng)能一次能源(天然存在)二次能源光電轉(zhuǎn)換燃料電池光熱聚變裂變?nèi)紵囁啓C(jī)風(fēng)車熱機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)85%轉(zhuǎn)換直接利用利用生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系熱能電能機(jī)械12生活中常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備鍋爐冰箱汽車汽輪機(jī)空調(diào)飛機(jī)生活中常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備鍋爐冰13蒸汽動(dòng)力裝置

熱電廠蒸汽機(jī)車(化學(xué)能熱能機(jī)械能電能)1、熱源，冷源2、工質(zhì)（水，蒸汽）3、膨脹做功4、循環(huán)(加壓、加熱、膨脹做功、放熱)蒸汽動(dòng)力裝置14燃?xì)廨啓C(jī)裝置

飛機(jī)坦克(化學(xué)能熱能機(jī)械能）1、熱源，冷源2、工質(zhì)（燃?xì)猓?、膨脹做功4、循環(huán)(加壓、加熱、膨脹做功、放熱)燃?xì)廨啓C(jī)裝置飛機(jī)坦克1、熱源，冷源15內(nèi)燃機(jī)裝置

汽車火車(化學(xué)能熱能機(jī)械能）空氣、油廢氣吸氣壓縮點(diǎn)火膨脹排氣1、熱源，冷源2、工質(zhì)（燃?xì)猓?、膨脹做功4、循環(huán)(加壓、加熱、膨脹做功、放熱)內(nèi)燃機(jī)裝置16公式多約480（僅統(tǒng)計(jì)有編號(hào)的公式）鍋爐冰箱汽車Helmholtz）發(fā)表著名論文《力的守恒》，把能量概念從機(jī)械運(yùn)動(dòng)推廣到普遍的能量守恒。常見(jiàn)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的能量利用率1779年，全世界有溫標(biāo)19種。1842年提出了能量轉(zhuǎn)換定律1877年，奧地利物理學(xué)家玻爾茲曼（LudwigEduardBoltzmann）發(fā)現(xiàn)了宏觀的熵與體系的熱力學(xué)幾率的關(guān)系。3加分（計(jì)入平時(shí)成績(jī))1876年制造了使用Brayton循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。中國(guó)能源需求與生產(chǎn)差額卻氣缸，能量損失很大。1936年，奔馳公司生產(chǎn)出了第一臺(tái)柴油機(jī)轎車260D。1920年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)多看圖表，變抽象為形象政府機(jī)構(gòu)：15-20%1724年，荷蘭工人華倫海特在他的論文中，建立了華氏溫標(biāo)，首先使用水銀代替酒精。(1839~1903)(1837-1923)1769年，英國(guó)技工瓦特改進(jìn)了鈕科門機(jī)，加了冷凝器，使機(jī)器運(yùn)作由斷熱力學(xué)領(lǐng)域的中國(guó)學(xué)者：制冷裝置

冰箱

空調(diào)

(電能機(jī)械能熱能)1、熱源，冷源2、工質(zhì)（制冷劑）3、得到容積變化功4、循環(huán)(加壓、放熱、膨脹、吸熱)公式多約480（僅統(tǒng)計(jì)有編號(hào)的公式）制冷裝置17熱能與其他形式能之間轉(zhuǎn)換的條件熱源、冷源工作介質(zhì)——?dú)怏w或者蒸汽容積變化循環(huán)吸熱（蒸發(fā)）膨脹（節(jié)流）壓縮冷凝（放熱）熱能與其他形式能之間轉(zhuǎn)換的條件熱源、冷源18常見(jiàn)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的能量利用率

發(fā)電（火力、核能）40%

車輛發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）25~35%

輪船發(fā)動(dòng)機(jī)25~35%航空發(fā)動(dòng)機(jī)

20~30%

制冷空調(diào)(非熱機(jī)）

>200%常見(jiàn)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的能量利用率發(fā)電（火力、核能）190.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)的研究?jī)?nèi)容：1）基本概念、基本定律；2）工質(zhì)的熱力性質(zhì)；3）熱力過(guò)程、熱力循環(huán)；4）熱功轉(zhuǎn)換設(shè)備、工作原理；5）節(jié)能分析。6）溶液熱力學(xué)！7）化學(xué)熱力學(xué)！0.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)的研究?jī)?nèi)容：1）基本概念、基200.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)的研究方法：1、宏觀方法：將研究對(duì)象看作連續(xù)體，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)的總結(jié)。

特點(diǎn)：可靠，普遍，不能任意推廣應(yīng)用：經(jīng)典（宏觀,平衡）熱力學(xué)

化工裝備及過(guò)程領(lǐng)域2、微觀方法：從微觀粒子的運(yùn)動(dòng)及相互作用角度以研究熱現(xiàn)象及規(guī)律。

特點(diǎn)：揭示本質(zhì)，模型近似應(yīng)用：微觀（統(tǒng)計(jì)）熱力學(xué)

宏觀基本實(shí)驗(yàn)規(guī)律熱現(xiàn)象規(guī)律邏輯推理對(duì)微觀結(jié)構(gòu)提出模型、假設(shè)統(tǒng)計(jì)方法熱現(xiàn)象規(guī)律0.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)的研究方法：1、宏觀方法：宏210.2熱力學(xué)發(fā)展史理論發(fā)展——熱力學(xué)四大定律：熱力學(xué)第零定律

1931年

T熱力學(xué)第一定律18401850年

E熱力學(xué)第二定律18541855年

S熱力學(xué)第三定律1906年

S基準(zhǔn)人類最偉大的十個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)：勾股定理微生物的存在血液循環(huán)物種進(jìn)化基因牛頓運(yùn)動(dòng)定律物質(zhì)的結(jié)構(gòu)電流熱力學(xué)四大定律光的波粒二象性0.2熱力學(xué)發(fā)展史理論發(fā)展——熱力學(xué)四大定律：熱力學(xué)第零定22熱力學(xué)第零定律（R.W.Fowlerin1931）

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。熱力學(xué)第零定律是溫度測(cè)量的理論基礎(chǔ)。B溫度計(jì)熱力學(xué)第零定律熱力學(xué)第零定律（R.W.Fowlerin1931）熱力23對(duì)溫度的研究1593年，伽利略利用空氣熱脹冷縮的性質(zhì)，制成了溫度計(jì)的雛形。1702年，阿蒙頓制成空氣溫度計(jì)，但不準(zhǔn)確。1724年，荷蘭工人華倫海特在他的論文中，建立了華氏溫標(biāo)，首先使用水銀代替酒精。1742年，瑞典的攝爾修斯定義水的沸點(diǎn)為0度，冰的熔點(diǎn)為100度，后施勒默爾將兩個(gè)固定點(diǎn)倒過(guò)來(lái)建立了攝氏溫標(biāo)。1779年，全世界有溫標(biāo)19種。1848年，開(kāi)爾文發(fā)表論文《建立在卡諾熱動(dòng)力理論基礎(chǔ)上的絕對(duì)溫標(biāo)》。1854年，開(kāi)爾文提出的開(kāi)氏溫標(biāo)，得到世界公認(rèn)。對(duì)溫度的研究1593年，伽利略利用空氣熱脹冷縮的性質(zhì)，制成了24熱力學(xué)第一定律內(nèi)容：熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，功也可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊幔幌囊欢ǖ墓Ρ禺a(chǎn)生一定的熱，一定的熱消失時(shí)，也必產(chǎn)生一定的功。本質(zhì)：能量轉(zhuǎn)換及守恒定律在熱過(guò)程中的應(yīng)用。能量守恒和轉(zhuǎn)化定律是自然界基本規(guī)律，恩格斯曾將它和進(jìn)化論、細(xì)胞學(xué)說(shuō)并列為三大發(fā)現(xiàn)。成因：理論——邁耶實(shí)驗(yàn)——焦耳數(shù)學(xué)形式——亥姆霍茲熱力學(xué)第一定律內(nèi)容：熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γσ部梢赞D(zhuǎn)變?yōu)闊?；消耗?5熱力學(xué)第一定律的發(fā)展1830年，法國(guó)薩迪·卡諾：“準(zhǔn)確地說(shuō)，能量既不會(huì)創(chuàng)生也不會(huì)消滅，實(shí)際上，它只改變了它的形式?！?836年，俄國(guó)的赫斯說(shuō)：“不論用什么方式完成化合，由此發(fā)出的熱總是恒定的?！?842年，邁耶（J.R.Mayer）發(fā)表了《論無(wú)機(jī)性質(zhì)的力》的論文，表述了物理、化學(xué)過(guò)程中各種力（能）的轉(zhuǎn)化和守恒的思想。邁爾是歷史上第一個(gè)提出能量守恒定律并計(jì)算出熱功當(dāng)量的人，但當(dāng)時(shí)沒(méi)有引起重視。1847年，亥姆霍茲（H.L.Helmholtz）發(fā)表著名論文《力的守恒》，把能量概念從機(jī)械運(yùn)動(dòng)推廣到普遍的能量守恒。1840-1849年，焦耳（Joule）用多種實(shí)驗(yàn)的一致性證明熱一律，于1950年發(fā)表并得到公認(rèn)。1909年，C.Caratheodory最后完善熱一律。熱力學(xué)第一定律的發(fā)展1830年，法國(guó)薩迪·卡諾：“準(zhǔn)確地說(shuō)，26數(shù)學(xué)形式——亥姆霍茲3教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求1842年，邁耶（J.2熟悉工質(zhì)的基本性質(zhì)和實(shí)際熱工裝置的基本原理；1910年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)建材工業(yè)13-22%3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求數(shù)學(xué)形式——亥姆霍茲工程熱力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo).1924年，美國(guó)康明斯公司正式采用了泵噴油器，這一發(fā)明有效地降低了柴油機(jī)的質(zhì)量。1910年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)條件：只能適用于由很大數(shù)目分子所構(gòu)成的系統(tǒng)及有限范圍內(nèi)的宏觀過(guò)程，并且該系統(tǒng)是線性的、各向同性的。1807年，蒸汽機(jī)機(jī)被美國(guó)人富爾頓應(yīng)用于輪船。1834年，克拉派?。˙enoitPaulEmileClapeyron）《論熱的動(dòng)力》。1911年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克也提出了對(duì)熱力學(xué)第三定律的表述，即“與任何等溫可逆過(guò)程相聯(lián)系的熵變，隨著溫度的趨近于零而趨近于零”。1769年，英國(guó)技工瓦特改進(jìn)了鈕科門機(jī)，加了冷凝器，使機(jī)器運(yùn)作由斷本質(zhì)：能量轉(zhuǎn)換及守恒定律在熱過(guò)程中的應(yīng)用。不安全。1848年，開(kāi)爾文發(fā)表論文《建立在卡諾熱動(dòng)力理論基礎(chǔ)上的絕對(duì)溫標(biāo)》。多練習(xí)，認(rèn)真完成課后作業(yè)，理解思考題熱力學(xué)第二定律內(nèi)容：各種說(shuō)法等價(jià)（克勞修斯說(shuō)法）熱不可能自發(fā)地、不付代價(jià)地從低溫物體傳到高溫物體。（開(kāi)爾文說(shuō)法）不可能從單一熱源取熱，把它全部變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其他任何影響。本質(zhì)：在有限空間和時(shí)間內(nèi)，一切和熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理、化學(xué)過(guò)程具有不可逆性。條件：只能適用于由很大數(shù)目分子所構(gòu)成的系統(tǒng)及有限范圍內(nèi)的宏觀過(guò)程，并且該系統(tǒng)是線性的、各向同性的。而不適用于少量的微觀體系，也不能把它推廣到無(wú)限的宇宙。

數(shù)學(xué)形式——亥姆霍茲熱力學(xué)第二定律內(nèi)容：各種說(shuō)法等價(jià)27熱力學(xué)第二定律的發(fā)展1832年，卡諾《談?wù)劵鸬膭?dòng)力和能發(fā)動(dòng)這種動(dòng)力的機(jī)器》。1834年，克拉派隆（BenoitPaulEmileClapeyron）《論熱的動(dòng)力》。1850年，克勞修斯從熱量傳遞的方向性角度提出了熱力學(xué)第二定律的表述。1851年，開(kāi)爾文從熱功轉(zhuǎn)換的角度提出了熱力學(xué)第二定律的另一種說(shuō)法。1859年，麥克斯韋（JamesClerkMaxwell）用統(tǒng)計(jì)方法導(dǎo)出了處于熱平衡態(tài)中的氣體分子的“麥克斯韋速率分布律”。1877年，奧地利物理學(xué)家玻爾茲曼（LudwigEduardBoltzmann）發(fā)現(xiàn)了宏觀的熵與體系的熱力學(xué)幾率的關(guān)系。熱力學(xué)第二定律的發(fā)展1832年，卡諾《談?wù)劵鸬膭?dòng)力和能發(fā)動(dòng)這28熱力學(xué)第三定律及其發(fā)展內(nèi)容：在絕對(duì)零度，任何完美晶體的熵為零。應(yīng)用：有效解決了計(jì)算平衡常數(shù)問(wèn)題和許多工業(yè)生產(chǎn)難題。發(fā)展：1906年，德國(guó)物理化學(xué)家能斯特（WaltherHermannNernst）根據(jù)對(duì)低溫現(xiàn)象的研究得出了能斯特?zé)岫ɡ怼?911年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克也提出了對(duì)熱力學(xué)第三定律的表述，即“與任何等溫可逆過(guò)程相聯(lián)系的熵變，隨著溫度的趨近于零而趨近于零”。1912年，能斯特進(jìn)一步推論出絕對(duì)零度不能達(dá)到原理。熱力學(xué)第三定律及其發(fā)展內(nèi)容：在絕對(duì)零度，任何完美晶體的熵為零290.2熱力學(xué)發(fā)展史實(shí)踐發(fā)展——熱機(jī)：蒸汽機(jī)內(nèi)燃機(jī)：煤氣機(jī)、汽油機(jī)、柴油機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)0.2熱力學(xué)發(fā)展史實(shí)踐發(fā)展——熱機(jī)：30蒸汽機(jī)的發(fā)展“蒸汽機(jī)是一個(gè)真正的國(guó)際發(fā)明，而這個(gè)事實(shí)又證實(shí)了一個(gè)巨大的歷史進(jìn)步?！?695年，法國(guó)人巴本第一個(gè)發(fā)明蒸汽機(jī)，但操作不便，

不安全。1705年，鈕科門和科里制造了新的蒸汽機(jī)，有一定實(shí)用價(jià)值，但用水冷

卻氣缸，能量損失很大。1769年，英國(guó)技工瓦特改進(jìn)了鈕科門機(jī)，加了冷凝器，使機(jī)器運(yùn)作由斷

續(xù)變連續(xù)，蒸汽機(jī)的使用價(jià)值大大提高，導(dǎo)致了歐洲工業(yè)革命。1785年，蒸汽機(jī)機(jī)被應(yīng)用于紡織。1807年，蒸汽機(jī)機(jī)被美國(guó)人富爾頓應(yīng)用于輪船。1825年，蒸汽機(jī)被用于火車和鐵路。蒸汽機(jī)的發(fā)展31內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展最早的內(nèi)燃機(jī)——煤氣機(jī)1824年，法國(guó)工程師卡諾(SadiCarnot)發(fā)表熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)典理論——卡諾定理。1860年，法國(guó)萊諾制成了第一臺(tái)實(shí)用內(nèi)燃機(jī)－－單缸、二沖程、無(wú)壓縮和電點(diǎn)火的煤氣機(jī)，熱效率為4%。1862年，法國(guó)工程師德羅沙提出等容燃燒四沖程循環(huán)：進(jìn)氣、壓縮、燃燒和膨脹、排氣。1876年，德國(guó)人奧托(NicolausAuguestOtto)發(fā)明了四沖程煤氣機(jī)，熱效率相當(dāng)于當(dāng)時(shí)蒸汽機(jī)的兩倍。把三個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)思想：內(nèi)燃、壓縮燃?xì)狻⑺臎_程融為一體。等容燃燒四沖程循環(huán)由奧托實(shí)現(xiàn),也被稱為奧托循環(huán)。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展最早的內(nèi)燃機(jī)——煤氣機(jī)32內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展汽油機(jī)1883年，戴姆勒和邁巴赫制成了第一臺(tái)四沖程往復(fù)式汽油機(jī)，此發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝了邁巴赫設(shè)計(jì)的化油器，還用白熾燈管解決了點(diǎn)火問(wèn)題。同時(shí)，本茨研制成功了現(xiàn)在仍在使用的點(diǎn)火裝置和水冷式冷卻器。20世紀(jì)20年代，美國(guó)的米格雷和鮑義德通過(guò)在汽油中加入少量的四乙基鉛，解決了爆震的問(wèn)題，使壓縮比從4提高到了8，大大提高了汽油機(jī)的功率和熱效率。20世紀(jì)20年代，英國(guó)的里卡多及其合作者通過(guò)對(duì)多種燃燒室及燃燒原理的研究，改進(jìn)了燃燒室，使汽油機(jī)的功率提高了20%。20年代后期到40年代早期，發(fā)明了廢氣渦輪增壓，可使氣壓增至1.4～1.6大氣壓。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展汽油機(jī)33內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展柴油機(jī)1892年，德國(guó)的狄塞爾博士獲得壓縮點(diǎn)火壓縮機(jī)的技術(shù)專利。1897年，狄塞爾制成了第一臺(tái)壓縮點(diǎn)火的“狄塞爾”內(nèi)燃機(jī)，即柴油機(jī)。1924年，美國(guó)康明斯公司正式采用了泵噴油器，這一發(fā)明有效地降低了柴油機(jī)的質(zhì)量。1924年，在柏林汽車展覽上，MAN公司展示了一臺(tái)裝備柴油機(jī)的卡車，這是第一臺(tái)裝有柴油機(jī)的汽車。1936年，奔馳公司生產(chǎn)出了第一臺(tái)柴油機(jī)轎車260D。20世紀(jì)70年代以后，博世公司把電控汽油機(jī)噴射技術(shù)引用回柴油機(jī)。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展柴油機(jī)340.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：

卡諾(1796~1832)

法國(guó)

1824年發(fā)表了著名的論文"火的動(dòng)力的思考",闡述了卡諾循環(huán)及卡諾定理。

邁耶J.R.Mayer(1814－1878)

德國(guó)

1842年提出了能量轉(zhuǎn)換定律0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：卡諾350.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：亥姆霍茲

H.L.Helmholtz(1814~1878)德國(guó)1847年推導(dǎo)出能量轉(zhuǎn)換定律。開(kāi)爾文L.Kelvin(1824~1907)

英國(guó)

1848年建立了熱力學(xué)溫標(biāo)。0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：亥姆霍茲H.361911年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克也提出了對(duì)熱力學(xué)第三定律的表述，即“與任何等溫可逆過(guò)程相聯(lián)系的熵變，隨著溫度的趨近于零而趨近于零”。1824年發(fā)表了著名的論文"火的動(dòng)力的思考",闡述了卡諾循環(huán)及卡諾定理。1705年，鈕科門和科里制造了新的蒸汽機(jī)，有一定實(shí)用價(jià)值，但用水冷1910年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)常見(jiàn)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的能量利用率(1839~1903)熱力學(xué)第三定律及其發(fā)展對(duì)微觀結(jié)構(gòu)提出模型、假設(shè)1859年，麥克斯韋（JamesClerkMaxwell）用統(tǒng)計(jì)方法導(dǎo)出了處于熱平衡態(tài)中的氣體分子的“麥克斯韋速率分布律”。其主要部分可概括為“一種工質(zhì)、兩個(gè)基本定律、三個(gè)守恒方程、四個(gè)熱力過(guò)程、五方面應(yīng)用”。(1864-1941)1593年，伽利略利用空氣熱脹冷縮的性質(zhì)，制成了溫度計(jì)的雛形。最早的內(nèi)燃機(jī)——煤氣機(jī)熱力循環(huán) （3學(xué)時(shí)）空調(diào)工作介質(zhì)——?dú)怏w或者蒸汽卻氣缸，能量損失很大。4、循環(huán)(加壓、放熱、膨脹、吸熱)熱力過(guò)程 （4學(xué)時(shí)）※鍋爐冰箱汽車0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：克勞修斯

(1822~1888)德國(guó)1850年第一個(gè)闡述了兩個(gè)基本規(guī)律：熱力學(xué)第一、第二定律。他還提出"熱力學(xué)能"U和"熵"S的概念。朗肯(1820~1872)

英國(guó)1853年提出“熱效率”概念，并于1854年提出p-v圖，1859年出版第一本熱力學(xué)教科書。1911年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克也提出了對(duì)熱力學(xué)第三定律的表述370.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：奧托

N.A.Otto(1832~1891)德國(guó)1876年制造了使用Otto循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。布雷頓G.B.Brayton(1830~1892)

美國(guó)

1876年制造了使用Brayton循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：奧托N.A.O380.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：吉布斯

J.W.Gibbs(1839~1903)美國(guó)1878年發(fā)表"相律"，并建立了T-s圖和多相系平衡的熱力學(xué)分析方法。狄塞爾(1858~1913)

德國(guó)

1897年提出了實(shí)用的Diesel內(nèi)燃機(jī)循環(huán)。0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：吉布斯J.W.390.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：J.D.范.德瓦爾斯

JohannesvanderWaals(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)M.普朗克

MaxPlanck(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)0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：J.D.范.德瓦400.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：W.H.能斯脫

WaltherHermannNernst(1864-1941)

德國(guó)熱化學(xué)，熵基準(zhǔn)

1920年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)L.昂薩格

LarsOnsager(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)0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：W.H.能斯脫410.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：I.普里戈金

IlyaPrigogine(1917-)

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)K.G.威爾遜

KennethG.Wilson(1936-)

美國(guó)臨界重整化群理論

1982年諾貝爾物理獎(jiǎng)0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：I.普里戈金K420.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的中國(guó)學(xué)者：侯虞鈞院士

中國(guó).浙江大學(xué)馬丁—侯(MH)方程劉仙洲

中國(guó).北洋/東北/清華大學(xué)中國(guó)中文版機(jī)械工程教材的奠基者。Entropy和Enthalpy譯為“熵”和“焓”0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的中國(guó)學(xué)者：侯虞鈞院士劉仙洲430.3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求教學(xué)目標(biāo)：1掌握熱力學(xué)基本概念、基本定律和基本理論；2熟悉工質(zhì)的基本性質(zhì)和實(shí)際熱工裝置的基本原理；3學(xué)會(huì)對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象、簡(jiǎn)化和以能量方程、熵方程、火用方程為基礎(chǔ)的分析方法。0.3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求教學(xué)目標(biāo)：440.3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求教材和參考書：畢明樹(shù),等.工程熱力學(xué)(第二版).化學(xué)工業(yè)出版社,2008.1配套：畢明樹(shù),等.工程熱力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo).2005.8沈維道,等.工程熱力學(xué).高教出版社曾丹苓,等.工程熱力學(xué).高教出版社朱明善,等.熱力學(xué)分析.高教出版社朱明善,等.工程熱力學(xué)題型分析.清華出版社0.3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求教材和參考書：畢明樹(shù),等.450.3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求教學(xué)計(jì)劃：（48學(xué)時(shí)）緒論

（2學(xué)時(shí)）基本概念

（2學(xué)時(shí)）基本定律

（4學(xué)時(shí)）※工質(zhì)性質(zhì)

（4學(xué)時(shí)）※熱力過(guò)程

（4學(xué)時(shí)）※

火用分析基礎(chǔ)

（1學(xué)時(shí)）熱力循環(huán)

（3學(xué)時(shí)）溶液熱力學(xué)

（4學(xué)時(shí)）※化學(xué)熱力學(xué)

（4學(xué)時(shí)）※討論和習(xí)題

（4學(xué)時(shí)）0.3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求教學(xué)計(jì)劃：（48學(xué)時(shí)）46工作介質(zhì)——?dú)怏w或者蒸汽緒論 （2學(xué)時(shí)）熱力學(xué)第二定律18541855年S3）熱力過(guò)程、熱力循環(huán)；交通部門:公路20-50%1842年，邁耶（J.1824年發(fā)表了著名的論文"火的動(dòng)力的思考",闡述了卡諾循環(huán)及卡諾定理。牛頓運(yùn)動(dòng)定律物質(zhì)的結(jié)構(gòu)電流熱力學(xué)四大定律光的波粒二象性政府機(jī)構(gòu)：15-20%1836年，俄國(guó)的赫斯說(shuō)：“不論用什么方式完成化合，由此發(fā)出的熱總是恒定的。20世紀(jì)70年代以后，博世公司把電控汽油機(jī)噴射技術(shù)引用回柴油機(jī)。熱力學(xué)第一定律18401850年E應(yīng)用：有效解決了計(jì)算平衡常數(shù)問(wèn)題和許多工業(yè)生產(chǎn)難題。如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)處于1911年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克也提出了對(duì)熱力學(xué)第三定律的表述，即“與任何等溫可逆過(guò)程相聯(lián)系的熵變，隨著溫度的趨近于零而趨近于零”。1842年，邁耶（J.20世紀(jì)70年代以后，博世公司把電控汽油機(jī)噴射技術(shù)引用回柴油機(jī)。1）基本概念、基本定律；1924年，在柏林汽車展覽上，MAN公司展示了一臺(tái)裝備柴油機(jī)的卡車，這是第一臺(tái)裝有柴油機(jī)的汽車。應(yīng)用：微觀（統(tǒng)計(jì)）熱力學(xué)0.3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求工程熱力學(xué)的特點(diǎn)：概念多約280公式多約480（僅統(tǒng)計(jì)有編號(hào)的公式）內(nèi)容多。其主要部分可概括為“一種工質(zhì)、兩個(gè)基本定律、三個(gè)守恒方程、四個(gè)熱力過(guò)程、五方面應(yīng)用”。抽象難懂工程熱力學(xué)的學(xué)習(xí)方法：抓住主線——熱、功轉(zhuǎn)換牢固掌握基本概念、基本定律、基本公式提高工程意識(shí)，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)化多看圖表，變抽象為形象多練習(xí)，認(rèn)真完成課后作業(yè)，理解思考題工作介質(zhì)——?dú)怏w或者蒸汽0.3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求工471769年，英國(guó)技工瓦特改進(jìn)了鈕科門機(jī)，加了冷凝器，使機(jī)器運(yùn)作由斷WaltherHermannNernst(電能機(jī)械能熱能)1936年，奔馳公司生產(chǎn)出了第一臺(tái)柴油機(jī)轎車260D。1724年，荷蘭工人華倫海特在他的論文中，建立了華氏溫標(biāo)，首先使用水銀代替酒精。(1903-1976)LarsOnsager(1839~1903)1836年，俄國(guó)的赫斯說(shuō)：“不論用什么方式完成化合，由此發(fā)出的熱總是恒定的。1912年，能斯特進(jìn)一步推論出絕對(duì)零度不能達(dá)到原理。1876年制造了使用Otto循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。1859年，麥克斯韋（JamesClerkMaxwell）用統(tǒng)計(jì)方法導(dǎo)出了處于熱平衡態(tài)中的氣體分子的“麥克斯韋速率分布律”。最早的內(nèi)燃機(jī)——煤氣機(jī)熱力學(xué)第三定律1906年S基準(zhǔn)工程熱力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo).理論——邁耶最早的內(nèi)燃機(jī)——煤氣機(jī)3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求1924年，在柏林汽車展覽上，MAN公司展示了一臺(tái)裝備柴油機(jī)的卡車，這是第一臺(tái)裝有柴油機(jī)的汽車。卻氣缸，能量損失很大。1779年，全世界有溫標(biāo)19種。3思考題和課外作業(yè)交通部門:公路20-50%1785年，蒸汽機(jī)機(jī)被應(yīng)用于紡織。牛頓運(yùn)動(dòng)定律物質(zhì)的結(jié)構(gòu)電流熱力學(xué)四大定律光的波粒二象性工程熱力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo).熱力學(xué)的耗散結(jié)構(gòu)理論應(yīng)用：有效解決了計(jì)算平衡常數(shù)問(wèn)題和許多工業(yè)生產(chǎn)難題。緒論 （2學(xué)時(shí)）是一門從工程觀點(diǎn)來(lái)論述熱力學(xué)普遍原理及其各種應(yīng)用的基礎(chǔ)性應(yīng)用學(xué)科。(1837-1923)牛頓運(yùn)動(dòng)定律物質(zhì)的結(jié)構(gòu)電流熱力學(xué)四大定律光的波粒二象性1593年，伽利略利用空氣熱脹冷縮的性質(zhì)，制成了溫度計(jì)的雛形。MaxPlanck3教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求1842年提出了能量轉(zhuǎn)換定律1836年，俄國(guó)的赫斯說(shuō)：“不論用什么方式完成化合，由此發(fā)出的熱總是恒定的。1859年，麥克斯韋（JamesClerkMaxwell）用統(tǒng)計(jì)方法導(dǎo)出了處于熱平衡態(tài)中的氣體分子的“麥克斯韋速率分布律”。(1837-1923)應(yīng)用：微觀（統(tǒng)計(jì)）熱力學(xué)0.3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求教學(xué)方式1講課/討論/自學(xué)教三學(xué)五考七2隨堂小考（出勤）

3思考題和課外作業(yè)

考核方法1平時(shí)成績(jī)30%原則:檢查參與教學(xué)活動(dòng)的情況方式:隨堂考試10%+課外作業(yè)20%2期末考試70%原則:檢查理解和綜合運(yùn)用能力方式:閉卷考試3加分（計(jì)入平時(shí)成績(jī))原則:獎(jiǎng)勵(lì)積極參與教學(xué)研討方式:報(bào)告/討論1769年，英國(guó)技工瓦特改進(jìn)了鈕科門機(jī)，加了冷凝器，使機(jī)器運(yùn)48工程熱力學(xué)緒論工程熱力學(xué)緒論49本講內(nèi)容CH0緒論1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介2熱力學(xué)發(fā)展史3教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求本講內(nèi)容CH0緒論50思考題CH0緒論

1了解工程熱力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史；2理解熱能和機(jī)械能連續(xù)轉(zhuǎn)換需要滿足的條件。思考題CH0緒論51CH0緒論0.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介課程性質(zhì)研究對(duì)象研究?jī)?nèi)容研究方法0.2熱力學(xué)發(fā)展史理論——熱力學(xué)四大定律實(shí)踐——熱機(jī)熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家0.3教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求CH0緒論0.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介520.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)：是一門從工程觀點(diǎn)來(lái)論述熱力學(xué)普遍原理及其各種應(yīng)用的基礎(chǔ)性應(yīng)用學(xué)科。本課程的性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課節(jié)能分析的理論基礎(chǔ)過(guò)程裝備設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)之一工程熱力學(xué)：

熱能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換物理熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)生物熱力學(xué)溶液熱力學(xué)熱力學(xué)傳熱學(xué)熱工基礎(chǔ)0.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)：工程熱力學(xué)：熱傳熱學(xué)熱工基53世界能源狀況全球能源消費(fèi)增長(zhǎng)迅速全球能源危機(jī)世界能源狀況全球能源消費(fèi)增長(zhǎng)迅速54石油價(jià)格波動(dòng)石油價(jià)格波動(dòng)55中國(guó)能源需求與生產(chǎn)差額中國(guó)能源需求與生產(chǎn)差額56中國(guó)與世界工業(yè)能耗比較g/kW.h中國(guó)平均供電耗煤量的變化冶金\化肥耗煤量比較中國(guó)與世界工業(yè)能耗比較g/kW.h中國(guó)平均供電耗煤量的57節(jié)能是我們的責(zé)任我國(guó)主要部門節(jié)能潛力：鋼鐵工業(yè)24%建材工業(yè)13-22%石化10-24%合成氨6-18%有色金屬4-10%交通部門:公路20-50%

鐵路10-30%

民航16-34%

政府機(jī)構(gòu)：15-20%節(jié)能是近年來(lái)的基本國(guó)策“開(kāi)發(fā)和節(jié)約并重”節(jié)能任重道遠(yuǎn)！節(jié)能是我們的責(zé)任！節(jié)能是我們的責(zé)任我國(guó)主要部門節(jié)能潛力：節(jié)能是近年來(lái)的基本國(guó)策580.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)的研究對(duì)象：

工程熱力學(xué)主要研究熱能的有效利用以及熱能和其它形式能量轉(zhuǎn)換規(guī)律。

熱是人類最早發(fā)現(xiàn)的一種自然力，是地球上一切生命的源泉。

—恩格斯0.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)的研究對(duì)象：59能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系熱能電能機(jī)械能

風(fēng)能水能化學(xué)能核能地?zé)崮芴?yáng)能一次能源(天然存在)二次能源光電轉(zhuǎn)換燃料電池光熱聚變裂變?nèi)紵囁啓C(jī)風(fēng)車熱機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)85%轉(zhuǎn)換直接利用利用生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系熱能電能機(jī)械60生活中常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備鍋爐冰箱汽車汽輪機(jī)空調(diào)飛機(jī)生活中常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備鍋爐冰61蒸汽動(dòng)力裝置

熱電廠蒸汽機(jī)車(化學(xué)能熱能機(jī)械能電能)1、熱源，冷源2、工質(zhì)（水，蒸汽）3、膨脹做功4、循環(huán)(加壓、加熱、膨脹做功、放熱)蒸汽動(dòng)力裝置62燃?xì)廨啓C(jī)裝置

飛機(jī)坦克(化學(xué)能熱能機(jī)械能）1、熱源，冷源2、工質(zhì)（燃?xì)猓?、膨脹做功4、循環(huán)(加壓、加熱、膨脹做功、放熱)燃?xì)廨啓C(jī)裝置飛機(jī)坦克1、熱源，冷源63內(nèi)燃機(jī)裝置

汽車火車(化學(xué)能熱能機(jī)械能）空氣、油廢氣吸氣壓縮點(diǎn)火膨脹排氣1、熱源，冷源2、工質(zhì)（燃?xì)猓?、膨脹做功4、循環(huán)(加壓、加熱、膨脹做功、放熱)內(nèi)燃機(jī)裝置64公式多約480（僅統(tǒng)計(jì)有編號(hào)的公式）鍋爐冰箱汽車Helmholtz）發(fā)表著名論文《力的守恒》，把能量概念從機(jī)械運(yùn)動(dòng)推廣到普遍的能量守恒。常見(jiàn)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的能量利用率1779年，全世界有溫標(biāo)19種。1842年提出了能量轉(zhuǎn)換定律1877年，奧地利物理學(xué)家玻爾茲曼（LudwigEduardBoltzmann）發(fā)現(xiàn)了宏觀的熵與體系的熱力學(xué)幾率的關(guān)系。3加分（計(jì)入平時(shí)成績(jī))1876年制造了使用Brayton循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。中國(guó)能源需求與生產(chǎn)差額卻氣缸，能量損失很大。1936年，奔馳公司生產(chǎn)出了第一臺(tái)柴油機(jī)轎車260D。1920年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)多看圖表，變抽象為形象政府機(jī)構(gòu)：15-20%1724年，荷蘭工人華倫海特在他的論文中，建立了華氏溫標(biāo)，首先使用水銀代替酒精。(1839~1903)(1837-1923)1769年，英國(guó)技工瓦特改進(jìn)了鈕科門機(jī)，加了冷凝器，使機(jī)器運(yùn)作由斷熱力學(xué)領(lǐng)域的中國(guó)學(xué)者：制冷裝置

冰箱

空調(diào)

(電能機(jī)械能熱能)1、熱源，冷源2、工質(zhì)（制冷劑）3、得到容積變化功4、循環(huán)(加壓、放熱、膨脹、吸熱)公式多約480（僅統(tǒng)計(jì)有編號(hào)的公式）制冷裝置65熱能與其他形式能之間轉(zhuǎn)換的條件熱源、冷源工作介質(zhì)——?dú)怏w或者蒸汽容積變化循環(huán)吸熱（蒸發(fā)）膨脹（節(jié)流）壓縮冷凝（放熱）熱能與其他形式能之間轉(zhuǎn)換的條件熱源、冷源66常見(jiàn)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的能量利用率

發(fā)電（火力、核能）40%

車輛發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）25~35%

輪船發(fā)動(dòng)機(jī)25~35%航空發(fā)動(dòng)機(jī)

20~30%

制冷空調(diào)(非熱機(jī)）

>200%常見(jiàn)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的能量利用率發(fā)電（火力、核能）670.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)的研究?jī)?nèi)容：1）基本概念、基本定律；2）工質(zhì)的熱力性質(zhì)；3）熱力過(guò)程、熱力循環(huán)；4）熱功轉(zhuǎn)換設(shè)備、工作原理；5）節(jié)能分析。6）溶液熱力學(xué)！7）化學(xué)熱力學(xué)！0.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)的研究?jī)?nèi)容：1）基本概念、基680.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)的研究方法：1、宏觀方法：將研究對(duì)象看作連續(xù)體，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)的總結(jié)。

特點(diǎn)：可靠，普遍，不能任意推廣應(yīng)用：經(jīng)典（宏觀,平衡）熱力學(xué)

化工裝備及過(guò)程領(lǐng)域2、微觀方法：從微觀粒子的運(yùn)動(dòng)及相互作用角度以研究熱現(xiàn)象及規(guī)律。

特點(diǎn)：揭示本質(zhì)，模型近似應(yīng)用：微觀（統(tǒng)計(jì)）熱力學(xué)

宏觀基本實(shí)驗(yàn)規(guī)律熱現(xiàn)象規(guī)律邏輯推理對(duì)微觀結(jié)構(gòu)提出模型、假設(shè)統(tǒng)計(jì)方法熱現(xiàn)象規(guī)律0.1工程熱力學(xué)簡(jiǎn)介工程熱力學(xué)的研究方法：1、宏觀方法：宏690.2熱力學(xué)發(fā)展史理論發(fā)展——熱力學(xué)四大定律：熱力學(xué)第零定律

1931年

T熱力學(xué)第一定律18401850年

E熱力學(xué)第二定律18541855年

S熱力學(xué)第三定律1906年

S基準(zhǔn)人類最偉大的十個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)：勾股定理微生物的存在血液循環(huán)物種進(jìn)化基因牛頓運(yùn)動(dòng)定律物質(zhì)的結(jié)構(gòu)電流熱力學(xué)四大定律光的波粒二象性0.2熱力學(xué)發(fā)展史理論發(fā)展——熱力學(xué)四大定律：熱力學(xué)第零定70熱力學(xué)第零定律（R.W.Fowlerin1931）

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。熱力學(xué)第零定律是溫度測(cè)量的理論基礎(chǔ)。B溫度計(jì)熱力學(xué)第零定律熱力學(xué)第零定律（R.W.Fowlerin1931）熱力71對(duì)溫度的研究1593年，伽利略利用空氣熱脹冷縮的性質(zhì)，制成了溫度計(jì)的雛形。1702年，阿蒙頓制成空氣溫度計(jì)，但不準(zhǔn)確。1724年，荷蘭工人華倫海特在他的論文中，建立了華氏溫標(biāo)，首先使用水銀代替酒精。1742年，瑞典的攝爾修斯定義水的沸點(diǎn)為0度，冰的熔點(diǎn)為100度，后施勒默爾將兩個(gè)固定點(diǎn)倒過(guò)來(lái)建立了攝氏溫標(biāo)。1779年，全世界有溫標(biāo)19種。1848年，開(kāi)爾文發(fā)表論文《建立在卡諾熱動(dòng)力理論基礎(chǔ)上的絕對(duì)溫標(biāo)》。1854年，開(kāi)爾文提出的開(kāi)氏溫標(biāo)，得到世界公認(rèn)。對(duì)溫度的研究1593年，伽利略利用空氣熱脹冷縮的性質(zhì)，制成了72熱力學(xué)第一定律內(nèi)容：熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γσ部梢赞D(zhuǎn)變?yōu)闊?；消耗一定的功必產(chǎn)生一定的熱，一定的熱消失時(shí)，也必產(chǎn)生一定的功。本質(zhì)：能量轉(zhuǎn)換及守恒定律在熱過(guò)程中的應(yīng)用。能量守恒和轉(zhuǎn)化定律是自然界基本規(guī)律，恩格斯曾將它和進(jìn)化論、細(xì)胞學(xué)說(shuō)并列為三大發(fā)現(xiàn)。成因：理論——邁耶實(shí)驗(yàn)——焦耳數(shù)學(xué)形式——亥姆霍茲熱力學(xué)第一定律內(nèi)容：熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，功也可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊?；消耗?3熱力學(xué)第一定律的發(fā)展1830年，法國(guó)薩迪·卡諾：“準(zhǔn)確地說(shuō)，能量既不會(huì)創(chuàng)生也不會(huì)消滅，實(shí)際上，它只改變了它的形式?！?836年，俄國(guó)的赫斯說(shuō)：“不論用什么方式完成化合，由此發(fā)出的熱總是恒定的?！?842年，邁耶（J.R.Mayer）發(fā)表了《論無(wú)機(jī)性質(zhì)的力》的論文，表述了物理、化學(xué)過(guò)程中各種力（能）的轉(zhuǎn)化和守恒的思想。邁爾是歷史上第一個(gè)提出能量守恒定律并計(jì)算出熱功當(dāng)量的人，但當(dāng)時(shí)沒(méi)有引起重視。1847年，亥姆霍茲（H.L.Helmholtz）發(fā)表著名論文《力的守恒》，把能量概念從機(jī)械運(yùn)動(dòng)推廣到普遍的能量守恒。1840-1849年，焦耳（Joule）用多種實(shí)驗(yàn)的一致性證明熱一律，于1950年發(fā)表并得到公認(rèn)。1909年，C.Caratheodory最后完善熱一律。熱力學(xué)第一定律的發(fā)展1830年，法國(guó)薩迪·卡諾：“準(zhǔn)確地說(shuō)，74數(shù)學(xué)形式——亥姆霍茲3教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求1842年，邁耶（J.2熟悉工質(zhì)的基本性質(zhì)和實(shí)際熱工裝置的基本原理；1910年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)建材工業(yè)13-22%3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求數(shù)學(xué)形式——亥姆霍茲工程熱力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo).1924年，美國(guó)康明斯公司正式采用了泵噴油器，這一發(fā)明有效地降低了柴油機(jī)的質(zhì)量。1910年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)條件：只能適用于由很大數(shù)目分子所構(gòu)成的系統(tǒng)及有限范圍內(nèi)的宏觀過(guò)程，并且該系統(tǒng)是線性的、各向同性的。1807年，蒸汽機(jī)機(jī)被美國(guó)人富爾頓應(yīng)用于輪船。1834年，克拉派?。˙enoitPaulEmileClapeyron）《論熱的動(dòng)力》。1911年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克也提出了對(duì)熱力學(xué)第三定律的表述，即“與任何等溫可逆過(guò)程相聯(lián)系的熵變，隨著溫度的趨近于零而趨近于零”。1769年，英國(guó)技工瓦特改進(jìn)了鈕科門機(jī)，加了冷凝器，使機(jī)器運(yùn)作由斷本質(zhì)：能量轉(zhuǎn)換及守恒定律在熱過(guò)程中的應(yīng)用。不安全。1848年，開(kāi)爾文發(fā)表論文《建立在卡諾熱動(dòng)力理論基礎(chǔ)上的絕對(duì)溫標(biāo)》。多練習(xí)，認(rèn)真完成課后作業(yè)，理解思考題熱力學(xué)第二定律內(nèi)容：各種說(shuō)法等價(jià)（克勞修斯說(shuō)法）熱不可能自發(fā)地、不付代價(jià)地從低溫物體傳到高溫物體。（開(kāi)爾文說(shuō)法）不可能從單一熱源取熱，把它全部變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其他任何影響。本質(zhì)：在有限空間和時(shí)間內(nèi)，一切和熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理、化學(xué)過(guò)程具有不可逆性。條件：只能適用于由很大數(shù)目分子所構(gòu)成的系統(tǒng)及有限范圍內(nèi)的宏觀過(guò)程，并且該系統(tǒng)是線性的、各向同性的。而不適用于少量的微觀體系，也不能把它推廣到無(wú)限的宇宙。

數(shù)學(xué)形式——亥姆霍茲熱力學(xué)第二定律內(nèi)容：各種說(shuō)法等價(jià)75熱力學(xué)第二定律的發(fā)展1832年，卡諾《談?wù)劵鸬膭?dòng)力和能發(fā)動(dòng)這種動(dòng)力的機(jī)器》。1834年，克拉派隆（BenoitPaulEmileClapeyron）《論熱的動(dòng)力》。1850年，克勞修斯從熱量傳遞的方向性角度提出了熱力學(xué)第二定律的表述。1851年，開(kāi)爾文從熱功轉(zhuǎn)換的角度提出了熱力學(xué)第二定律的另一種說(shuō)法。1859年，麥克斯韋（JamesClerkMaxwell）用統(tǒng)計(jì)方法導(dǎo)出了處于熱平衡態(tài)中的氣體分子的“麥克斯韋速率分布律”。1877年，奧地利物理學(xué)家玻爾茲曼（LudwigEduardBoltzmann）發(fā)現(xiàn)了宏觀的熵與體系的熱力學(xué)幾率的關(guān)系。熱力學(xué)第二定律的發(fā)展1832年，卡諾《談?wù)劵鸬膭?dòng)力和能發(fā)動(dòng)這76熱力學(xué)第三定律及其發(fā)展內(nèi)容：在絕對(duì)零度，任何完美晶體的熵為零。應(yīng)用：有效解決了計(jì)算平衡常數(shù)問(wèn)題和許多工業(yè)生產(chǎn)難題。發(fā)展：1906年，德國(guó)物理化學(xué)家能斯特（WaltherHermannNernst）根據(jù)對(duì)低溫現(xiàn)象的研究得出了能斯特?zé)岫ɡ怼?911年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克也提出了對(duì)熱力學(xué)第三定律的表述，即“與任何等溫可逆過(guò)程相聯(lián)系的熵變，隨著溫度的趨近于零而趨近于零”。1912年，能斯特進(jìn)一步推論出絕對(duì)零度不能達(dá)到原理。熱力學(xué)第三定律及其發(fā)展內(nèi)容：在絕對(duì)零度，任何完美晶體的熵為零770.2熱力學(xué)發(fā)展史實(shí)踐發(fā)展——熱機(jī)：蒸汽機(jī)內(nèi)燃機(jī)：煤氣機(jī)、汽油機(jī)、柴油機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)0.2熱力學(xué)發(fā)展史實(shí)踐發(fā)展——熱機(jī)：78蒸汽機(jī)的發(fā)展“蒸汽機(jī)是一個(gè)真正的國(guó)際發(fā)明，而這個(gè)事實(shí)又證實(shí)了一個(gè)巨大的歷史進(jìn)步?！?695年，法國(guó)人巴本第一個(gè)發(fā)明蒸汽機(jī)，但操作不便，

不安全。1705年，鈕科門和科里制造了新的蒸汽機(jī)，有一定實(shí)用價(jià)值，但用水冷

卻氣缸，能量損失很大。1769年，英國(guó)技工瓦特改進(jìn)了鈕科門機(jī)，加了冷凝器，使機(jī)器運(yùn)作由斷

續(xù)變連續(xù)，蒸汽機(jī)的使用價(jià)值大大提高，導(dǎo)致了歐洲工業(yè)革命。1785年，蒸汽機(jī)機(jī)被應(yīng)用于紡織。1807年，蒸汽機(jī)機(jī)被美國(guó)人富爾頓應(yīng)用于輪船。1825年，蒸汽機(jī)被用于火車和鐵路。蒸汽機(jī)的發(fā)展79內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展最早的內(nèi)燃機(jī)——煤氣機(jī)1824年，法國(guó)工程師卡諾(SadiCarnot)發(fā)表熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)典理論——卡諾定理。1860年，法國(guó)萊諾制成了第一臺(tái)實(shí)用內(nèi)燃機(jī)－－單缸、二沖程、無(wú)壓縮和電點(diǎn)火的煤氣機(jī)，熱效率為4%。1862年，法國(guó)工程師德羅沙提出等容燃燒四沖程循環(huán)：進(jìn)氣、壓縮、燃燒和膨脹、排氣。1876年，德國(guó)人奧托(NicolausAuguestOtto)發(fā)明了四沖程煤氣機(jī)，熱效率相當(dāng)于當(dāng)時(shí)蒸汽機(jī)的兩倍。把三個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)思想：內(nèi)燃、壓縮燃?xì)?、四沖程融為一體。等容燃燒四沖程循環(huán)由奧托實(shí)現(xiàn),也被稱為奧托循環(huán)。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展最早的內(nèi)燃機(jī)——煤氣機(jī)80內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展汽油機(jī)1883年，戴姆勒和邁巴赫制成了第一臺(tái)四沖程往復(fù)式汽油機(jī)，此發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝了邁巴赫設(shè)計(jì)的化油器，還用白熾燈管解決了點(diǎn)火問(wèn)題。同時(shí)，本茨研制成功了現(xiàn)在仍在使用的點(diǎn)火裝置和水冷式冷卻器。20世紀(jì)20年代，美國(guó)的米格雷和鮑義德通過(guò)在汽油中加入少量的四乙基鉛，解決了爆震的問(wèn)題，使壓縮比從4提高到了8，大大提高了汽油機(jī)的功率和熱效率。20世紀(jì)20年代，英國(guó)的里卡多及其合作者通過(guò)對(duì)多種燃燒室及燃燒原理的研究，改進(jìn)了燃燒室，使汽油機(jī)的功率提高了20%。20年代后期到40年代早期，發(fā)明了廢氣渦輪增壓，可使氣壓增至1.4～1.6大氣壓。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展汽油機(jī)81內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展柴油機(jī)1892年，德國(guó)的狄塞爾博士獲得壓縮點(diǎn)火壓縮機(jī)的技術(shù)專利。1897年，狄塞爾制成了第一臺(tái)壓縮點(diǎn)火的“狄塞爾”內(nèi)燃機(jī)，即柴油機(jī)。1924年，美國(guó)康明斯公司正式采用了泵噴油器，這一發(fā)明有效地降低了柴油機(jī)的質(zhì)量。1924年，在柏林汽車展覽上，MAN公司展示了一臺(tái)裝備柴油機(jī)的卡車，這是第一臺(tái)裝有柴油機(jī)的汽車。1936年，奔馳公司生產(chǎn)出了第一臺(tái)柴油機(jī)轎車260D。20世紀(jì)70年代以后，博世公司把電控汽油機(jī)噴射技術(shù)引用回柴油機(jī)。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展柴油機(jī)820.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：

卡諾(1796~1832)

法國(guó)

1824年發(fā)表了著名的論文"火的動(dòng)力的思考",闡述了卡諾循環(huán)及卡諾定理。

邁耶J.R.Mayer(1814－1878)

德國(guó)

1842年提出了能量轉(zhuǎn)換定律0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：卡諾830.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：亥姆霍茲

H.L.Helmholtz(1814~1878)德國(guó)1847年推導(dǎo)出能量轉(zhuǎn)換定律。開(kāi)爾文L.Kelvin(1824~1907)

英國(guó)

1848年建立了熱力學(xué)溫標(biāo)。0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：亥姆霍茲H.841911年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克也提出了對(duì)熱力學(xué)第三定律的表述，即“與任何等溫可逆過(guò)程相聯(lián)系的熵變，隨著溫度的趨近于零而趨近于零”。1824年發(fā)表了著名的論文"火的動(dòng)力的思考",闡述了卡諾循環(huán)及卡諾定理。1705年，鈕科門和科里制造了新的蒸汽機(jī)，有一定實(shí)用價(jià)值，但用水冷1910年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)常見(jiàn)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的能量利用率(1839~1903)熱力學(xué)第三定律及其發(fā)展對(duì)微觀結(jié)構(gòu)提出模型、假設(shè)1859年，麥克斯韋（JamesClerkMaxwell）用統(tǒng)計(jì)方法導(dǎo)出了處于熱平衡態(tài)中的氣體分子的“麥克斯韋速率分布律”。其主要部分可概括為“一種工質(zhì)、兩個(gè)基本定律、三個(gè)守恒方程、四個(gè)熱力過(guò)程、五方面應(yīng)用”。(1864-1941)1593年，伽利略利用空氣熱脹冷縮的性質(zhì)，制成了溫度計(jì)的雛形。最早的內(nèi)燃機(jī)——煤氣機(jī)熱力循環(huán) （3學(xué)時(shí)）空調(diào)工作介質(zhì)——?dú)怏w或者蒸汽卻氣缸，能量損失很大。4、循環(huán)(加壓、放熱、膨脹、吸熱)熱力過(guò)程 （4學(xué)時(shí)）※鍋爐冰箱汽車0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：克勞修斯

(1822~1888)德國(guó)1850年第一個(gè)闡述了兩個(gè)基本規(guī)律：熱力學(xué)第一、第二定律。他還提出"熱力學(xué)能"U和"熵"S的概念。朗肯(1820~1872)

英國(guó)1853年提出“熱效率”概念，并于1854年提出p-v圖，1859年出版第一本熱力學(xué)教科書。1911年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克也提出了對(duì)熱力學(xué)第三定律的表述850.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：奧托

N.A.Otto(1832~1891)德國(guó)1876年制造了使用Otto循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。布雷頓G.B.Brayton(1830~1892)

美國(guó)

1876年制造了使用Brayton循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：奧托N.A.O860.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：吉布斯

J.W.Gibbs(1839~1903)美國(guó)1878年發(fā)表"相律"，并建立了T-s圖和多相系平衡的熱力學(xué)分析方法。狄塞爾(1858~1913)

德國(guó)

1897年提出了實(shí)用的Diesel內(nèi)燃機(jī)循環(huán)。0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：吉布斯J.W.870.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：J.D.范.德瓦爾斯

JohannesvanderWaals(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)M.普朗克

MaxPlanck(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)0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：J.D.范.德瓦880.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：W.H.能斯脫

WaltherHermannNernst(1864-1941)

德國(guó)熱化學(xué)，熵基準(zhǔn)

1920年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)L.昂薩格

LarsOnsager(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)0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：W.H.能斯脫890.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：I.普里戈金

IlyaPrigogine(1917-)

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)K.G.威爾遜

KennethG.Wilson(1936-)

美國(guó)臨界重整化群理論

1982年諾貝爾物理獎(jiǎng)0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大家：I.普里戈金K900.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的中國(guó)學(xué)者：侯虞鈞院士

中國(guó).浙江大學(xué)馬丁—侯(MH)方程劉仙洲

中國(guó).北洋/東北/清華大學(xué)中國(guó)中文版機(jī)械工程教材的奠基者。Entropy和Enthalpy譯為“熵”和“焓”0.2熱力學(xué)發(fā)展史熱力學(xué)領(lǐng)域的中國(guó)學(xué)者：侯虞鈞院士劉仙洲910.3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求教學(xué)目標(biāo)：1掌握熱力學(xué)基本概念、基本定律和基本理論；2熟悉工質(zhì)的基本性質(zhì)和實(shí)際熱工裝置的基本原理；3學(xué)會(huì)對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象、簡(jiǎn)化和以能量方程、熵方程、火用方程為基礎(chǔ)的分析方法。0.3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求教學(xué)目標(biāo)：920.3工程熱力學(xué)教學(xué)安排與學(xué)習(xí)要求教材和參考書：畢明樹(shù),等.工程熱力學(xué)(第二版).化學(xué)工業(yè)出版社,2008.1配套：畢明樹(shù),等.工程熱力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo).2005.8