工程熱力學-課件

1工程熱力學EngineeringThermodynamics北京交通大學機電學院2010年12聯(lián)系方式：

陳梅mqchen@機電學院9062聯(lián)系方式：3成績評定：

期末考試:70%(半開卷,A4紙)平時:30%(考勤,作業(yè),小測驗,發(fā)言,聽講，實驗等)3成績評定：4作業(yè):每隔2周交一次上課時間和地點:周四（4）/YF408答疑

公共信箱：relixue10@163.com密碼：relixue45參考書：沈維道等,《工程熱力學》，高等教育出版社何雅玲，《工程熱力學精要分析及典型題精解》，西安交通大學出版社

YunusA.Cengel,etal,《熱力學原理及工程應用》，清華大學出版社5參考書：6工程熱力學研究對象：熱能和機械能間相互轉換的規(guī)律和方法緒論6工程熱力學研究對象：熱能和機械能間相互轉換的規(guī)律和方法緒論77889910不以研究熱力學原理為目的,以研究熱力學原理在工程技術中的應用為目的！1011《數學》《應用數學》《化學》《應用化學》《物理》《應用物理》《熱力學》《應用熱力學》《工程熱力學》是在工程技術中應用的《應用熱力學》11《數學》《應用數學》《化學》《應用化學》《物理》《應用物12基礎課專業(yè)技術基礎課專業(yè)課程工程熱力學12基礎課專業(yè)技術基礎課專業(yè)13主要研究內容：基本概念與基本定律熱力過程和熱力循環(huán)工質的性質13主要研究內容：14主要研究方法：

宏觀研究方法平衡態(tài)熱力學（經典熱力學）：以宏觀方法研究平衡態(tài)物系（19世紀上半葉）非平衡態(tài)熱力學（不可逆過程熱力學）：用宏觀方法研究偏離平衡態(tài)不遠的非平衡態(tài)物系

微觀研究方法微觀熱力學（統(tǒng)計熱力學）（19世紀后半葉）14主要研究方法：15宏觀熱力學：物質是連續(xù)介質.以宏觀物理量描述物質的行為，用宏觀、唯象的方法進行研究；在說明事物的本質及解釋某些特殊現(xiàn)象時顯得無能為力；基本定律是從無數有限尺度的宏觀現(xiàn)象中總結出來的規(guī)律，因此只能應用于有限自然環(huán)境內具有有限宏觀尺度的物體和現(xiàn)象中。它不能任意深入到物質的微觀結構里用來說明個別分子的行為，也不能任意推廣到時空均為無限的宇宙15宏觀熱力學：16

優(yōu)點：簡單、可靠，只有少數幾個宏觀物理量就可描寫系統(tǒng)的狀態(tài)；所依據的基本定律已為大量實踐所證實，具有極大的普遍性和可靠性。

不足之處：不能解釋現(xiàn)象的微觀本質；不能得出具體物質的性質。可以用統(tǒng)計熱力學彌補

微觀熱力學：物質是由大量分子、原子等微觀粒子所組成16優(yōu)點：簡單、可靠，只有少數幾個宏觀物理量就可描寫17一、工質和熱源工質(workingsubstance/workingmedium)：實現(xiàn)能量相互轉換的媒介物質膨脹性、流動性、穩(wěn)定性和安全性、對環(huán)境友善、價廉易大量獲取第一章基本概念(BasicConcepts)17一、工質和熱源第一章基本概念(BasicConc18熱源(heatsource/heatreservoir):與外界僅交換熱量,且具有無窮大熱容量的系統(tǒng)

高溫熱源（熱源）低溫熱源（冷源）1819熱力系統(tǒng)(thermodynamicsystem/system)：被人為分割出來作為熱力學分析對象的有限物質系統(tǒng)外界：熱力系統(tǒng)周圍物體邊界：熱力系與外界的交界面真實的、固定的、封閉的假想的、運動的、開口的

二、熱力系統(tǒng)surroundings(orenvironment)19熱力系統(tǒng)(thermodynamicsystem/sy202021閉口系統(tǒng)：只有能量交換而無物質交換控制質量CM開口系統(tǒng)：有能量交換和物質交換控制容積（控制體）CV21閉口系統(tǒng)：只有能量交換而無物質交換22?汽車發(fā)動機22?汽車發(fā)動機2323工程熱力學-課件25絕熱系統(tǒng)：無熱量交換孤立系統(tǒng)：無能量交換和物質交換

簡單可壓縮體系：熱力系由可壓縮流體構成，體積變化功surroundings(orenvironment)25絕熱系統(tǒng)：無熱量交換簡單可壓縮體系：熱力系由可壓縮流體構26

熱力學狀態(tài)（狀態(tài)）：工質在某一瞬間所呈現(xiàn)的宏觀物理狀況

狀態(tài)參數：描述工質所處狀態(tài)的宏觀物理量三、狀態(tài)及狀態(tài)參數26三、狀態(tài)及狀態(tài)參數27強度量：與系統(tǒng)內所含工質的數量無關的狀態(tài)參數

廣延量：廣延參數具有可加性。單位質量的廣延參數具有強度參數的性質，稱為比參數。2728

平衡狀態(tài)(thermodynamicequilibriumstate)：在沒有外界影響（重力場除外）的條件下，系統(tǒng)的宏觀性質不隨時間變化的狀態(tài)。實現(xiàn)平衡的充要條件：系統(tǒng)內部及系統(tǒng)與外界之間各種不平衡勢差（力差、溫差、化學勢差）的消失平衡狀態(tài)具有確定的狀態(tài)參數!2829基本狀態(tài)參數溫度temperature定義：是物系間達到熱平衡的判據物質分子熱運動的激烈程度習慣上：物體冷熱程度的度量是確定一個系統(tǒng)是否與其他系統(tǒng)處于熱平衡的狀態(tài)函數。溫度是熱平衡的唯一判據熱力學第零定律：若兩個熱力系中的每一個都與第三個系統(tǒng)處于熱平衡，那么它們彼此也處于熱平衡。29基本狀態(tài)參數30溫標(temperaturescale)：溫度的定量表示法溫標的三要素：選定一種測溫物質的性質選基準點分度法

熱力學溫標：建立在熱力學第二定律基礎上的而完全不依賴測溫物質性質的溫標。規(guī)定水的汽、液、固三相平衡共存的狀態(tài)點（三相點）為基準點，并規(guī)定此點的溫度為273.16Kthermodynamicsscale;Kelvinscale;absolutetemperaturescale30溫標(temperaturescale)：溫度的定量31Celsiustemperaturescale強調!31Celsiustemperaturescale強調!32

壓力定義：單位面積上承受的垂直作用力。對于氣體，實質上是氣體分子運動撞擊容器壁面，在單位面積的容器壁面上所呈現(xiàn)的平均作用力。單位：Pa，kPa，MPa壓力表測量的壓力-表壓力pg，真空表測量壓力-真空度pv，工質的真實壓力-絕對壓力p323333343435例題：測得容器內氣體的表壓力為0.25MPa，當地大氣壓為755mmHg，求容器內氣體的絕對壓力p，并分別用（1）MPa、（2）bar、（3）atm、（4）at表示。解p=pg+pb=0.25×106＋755×133.3224＝0.3057×106

=0.3057MPa35例題：測得容器內氣體的表壓力為0.25MPa，當地大氣壓36

比體積(specificvolume)單位質量工質所占有的體積m3/kg36m3/kg37

狀態(tài)方程式根據狀態(tài)公理，簡單可壓縮系統(tǒng)平衡態(tài)的獨立參數只有2個。原則上，可以選取可測量參數p，v和T中的任意兩個獨立參數作為自變量，其余參數（u，h，s等）則為因變量3738

狀態(tài)參數坐標圖v11vpp138v11vpp139如圖所示，絕熱活塞把一個剛性絕熱容器分成A和B兩部分，分別有某種氣體，B側設有電加熱絲?；钊谌萜鲀瓤勺杂梢苿樱珒刹糠謿怏w不能相互滲透。合上電閘，B側氣體緩緩膨脹。問：（l）取A側氣體為系統(tǒng)，是什么系統(tǒng)？（2）取A側和B側全部氣體為系統(tǒng)（不包括電熱絲），是什么系統(tǒng)？（3）取A側和B側全部氣體和電熱絲為系統(tǒng)，是什么系統(tǒng)？（4）取圖中虛線內為系統(tǒng)，是什么系統(tǒng)？討論題39如圖所示，絕熱活塞把一個剛性絕熱容器分成A和B兩部分，分40作業(yè)：1.21.5

思考題：1.2、1.4

對平衡、均勻、穩(wěn)定三個關鍵詞的理解4041熱力過程：熱力系從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)變化時所經歷的全部狀態(tài)的總和12四、熱力過程41熱力過程：熱力系從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)變化時所經歷的全部42準平衡過程(準靜態(tài)過程)定義：由一系列無限接近于平衡態(tài)的狀態(tài)所組成的過程.（著眼于系統(tǒng)）/偏離平衡態(tài)無窮小，隨時恢復平衡的狀態(tài)變化過程實現(xiàn)條件：推動過程進行的勢差無限小。這樣保證系統(tǒng)在任意時刻皆無限接近于平衡態(tài)。42準平衡過程(準靜態(tài)過程)1第2章基本概念2.3熱力過程21第2章基本概念2.3熱力過程244建立準平衡過程概念的好處：①可以用確定的狀態(tài)參數變化描述過程；②可以在參數坐標圖上用一條連續(xù)曲線表示過程。1pv2441pv245可逆過程定義：如果系統(tǒng)完成某一熱力過程后，再沿原來路徑逆向進行時，能使系統(tǒng)和外界都返回原來狀態(tài)而不留下任何變化實現(xiàn)條件：準平衡過程過程中無任何耗散效應（通過摩擦、電阻、磁阻等使功變成熱的效應）無耗散的準平衡過程為可逆過程。強調!45強調!46非準靜態(tài)過程準靜態(tài)過程，不可逆準靜態(tài)過程，可逆pFfpb46非準靜態(tài)過程準靜態(tài)過程，不可逆準靜態(tài)過程，可逆pFfpb47可逆過程（不僅著眼于系統(tǒng)內，與外界也有關系）強調!47強調!48系統(tǒng)與外界的不平衡勢差——作功和傳熱功(可逆過程)定義:通過邊界傳遞的能量,其全部效果可表現(xiàn)為”舉起重物”—是傳遞過程中的機械能五、功和熱量48系統(tǒng)與外界的不平衡勢差——作功和傳熱五、功和熱量49w>0膨脹功（對外作功）w<0壓縮功（消耗功）12pv49w>0膨脹功（對外作功）12pv50例題某種氣體工質從狀態(tài)1（p1，V1）可逆地膨脹到狀態(tài)2。膨脹過程中：（a）工質的壓力服從p＝a－bV，其中a、b為常數；（b）工質的pV保持恒定為p1V1。試分別求兩過程中氣體的膨脹功。解：（a）

(b)

50例題某種氣體工質從狀態(tài)1（p1，V1）可逆地膨脹到狀51

熱量定義：熱力系和外界之間僅僅由于溫度不同而通過邊界傳遞的能量作功動力作功標志傳熱動力傳熱標志熵Entropy51作功動力作功標志傳熱動力傳熱標志熵Entropy5252熱量與功的比較：

1.均為通過邊界傳遞的能量；

3.功傳遞由壓差推動，體積變化是作功標志；熱量傳遞由溫差推動，熵變化是傳熱的標志；

4.功是物系間通過宏觀運動發(fā)生相互作用傳遞的能量；熱是物系間通過紊亂的微粒運動發(fā)生相互作用而傳遞的能量。功2.均為過程量；熱是無條件的熱功是有條件的熱量與功的比較：1.均為通過邊界傳遞的能量；3.功傳54定義：工質由某一初態(tài)出發(fā)，經歷一系列熱力狀態(tài)變化后，又回到原來初態(tài)的封閉熱力過程。目的:為了實現(xiàn)預期連續(xù)的能量轉換。按照性質分:可逆循環(huán)（全部由可逆過程組成的循環(huán)）和不可逆循環(huán)（含有不可逆過程的循環(huán)）按照目的分:正向循環(huán)（即動力循環(huán)）和逆向循環(huán)（即制冷循環(huán)或熱泵循環(huán)）。六、熱力循環(huán)54六、熱力循環(huán)55動力循環(huán)：熱效率ηtWnet--循環(huán)對外界作出的功量，QH--從高溫熱源取得的熱量。5556制冷循環(huán):制冷系數QL-從低溫熱源（冷庫）取出的熱量，Wnet-為了取出QL所耗費的功量5657熱泵循環(huán):供熱系數

QH-給高溫熱源（供暖的房間）提供的熱量，Wnet-為了提供QH所耗費的功量5758

難點詮釋平衡狀態(tài)：參數不隨時間改變只是現(xiàn)象，不能作為判斷系統(tǒng)是否平衡的條件，只有系統(tǒng)內部及系統(tǒng)與外界之間的一切不平衡勢差的消失，才是實現(xiàn)平衡的本質，也是實現(xiàn)平衡的充要條件。平衡必穩(wěn)定，穩(wěn)定未必平衡。第一章小結58難點詮釋59平衡是相對時間而言，而均勻是相對空間而言。平衡不一定均勻。特點：平衡狀態(tài)具有確定的狀態(tài)參數5960①使得系統(tǒng)與外界功量和熱量的交換能用系統(tǒng)的參數來計算，而無需考慮往往不知道情況的外界參數，從而使問題簡化，而只需把注意力放在系統(tǒng)，即系統(tǒng)內工質的狀態(tài)及狀態(tài)的變化描述上；②由于可逆過程進行的結果不會產生任何能量損失，因而可逆過程可以作為實際過程中能量轉換效果比較的標準和極限；建立可逆過程概念的目的60建立可逆過程概念的目的61③因實際過程或多或少地存在著各種不可逆因素（如摩擦、溫差、力差或化學勢差），所以實際過程都是不可逆的。為簡便起見，通常把實際過程當作可逆過程進行分析計算，然后再用一些經驗加以修正。建立可逆過程概念的目的61建立可逆過程概念的目的62功和熱量Q(q)W(w)定義在溫差推動下，系統(tǒng)與外界借助于微觀的無序運動傳遞的能量在壓差推動下，系統(tǒng)與外界借助于宏觀的有序運動傳遞的能量推動力溫差力差方式微觀無序宏觀有序過程量過程量正負號吸熱+，放熱-對外做功+，耗功-62功和熱量Q(q)W(w)定義在溫差推動下，系統(tǒng)與外界借助63基本概念回顧熱功狀態(tài)過程循環(huán)狀態(tài)變化封閉過程熱力系閉口系開口系絕熱系孤立系準平衡過程可逆過程平衡狀態(tài)狀態(tài)參數(基本)狀態(tài)方程正向循環(huán)逆向循環(huán)63基本概念回顧熱功狀態(tài)過程循環(huán)狀態(tài)變化封閉過程熱力系閉口系工程熱力學分析方法熱力系統(tǒng)求解的問題循環(huán)過程能量交換質量交換方向性條件工程熱力學分析方法熱力系統(tǒng)求解的問題循環(huán)過程能量交換質量65了解工程熱力學的研究對象和研究方法掌握工程熱力學中一些基本概念和術語：熱力系、平衡狀態(tài)、準平衡過程和可逆過程等掌握狀態(tài)參數的特征，基本狀態(tài)參數p、v、T的定義和單位等。掌握熱量和功量過程量的特征，并會用系統(tǒng)的狀態(tài)參數對可逆過程的W(w)和Q(q)進行計算熟悉正向循環(huán)和逆向循環(huán)的定義,經濟指標p-v圖和T-s圖的作用基本要求65基本要求66作業(yè)：1.6

思考題：1.1、1.36667工程熱力學EngineeringThermodynamics北京交通大學機電學院2010年168聯(lián)系方式：

陳梅mqchen@機電學院9062聯(lián)系方式：69成績評定：

期末考試:70%(半開卷,A4紙)平時:30%(考勤,作業(yè),小測驗,發(fā)言,聽講，實驗等)3成績評定：70作業(yè):每隔2周交一次上課時間和地點:周四（4）/YF408答疑

公共信箱：relixue10@163.com密碼：relixue471參考書：沈維道等,《工程熱力學》，高等教育出版社何雅玲，《工程熱力學精要分析及典型題精解》，西安交通大學出版社

YunusA.Cengel,etal,《熱力學原理及工程應用》，清華大學出版社5參考書：72工程熱力學研究對象：熱能和機械能間相互轉換的規(guī)律和方法緒論6工程熱力學研究對象：熱能和機械能間相互轉換的規(guī)律和方法緒論73774875976不以研究熱力學原理為目的,以研究熱力學原理在工程技術中的應用為目的！1077《數學》《應用數學》《化學》《應用化學》《物理》《應用物理》《熱力學》《應用熱力學》《工程熱力學》是在工程技術中應用的《應用熱力學》11《數學》《應用數學》《化學》《應用化學》《物理》《應用物78基礎課專業(yè)技術基礎課專業(yè)課程工程熱力學12基礎課專業(yè)技術基礎課專業(yè)79主要研究內容：基本概念與基本定律熱力過程和熱力循環(huán)工質的性質13主要研究內容：80主要研究方法：

宏觀研究方法平衡態(tài)熱力學（經典熱力學）：以宏觀方法研究平衡態(tài)物系（19世紀上半葉）非平衡態(tài)熱力學（不可逆過程熱力學）：用宏觀方法研究偏離平衡態(tài)不遠的非平衡態(tài)物系

微觀研究方法微觀熱力學（統(tǒng)計熱力學）（19世紀后半葉）14主要研究方法：81宏觀熱力學：物質是連續(xù)介質.以宏觀物理量描述物質的行為，用宏觀、唯象的方法進行研究；在說明事物的本質及解釋某些特殊現(xiàn)象時顯得無能為力；基本定律是從無數有限尺度的宏觀現(xiàn)象中總結出來的規(guī)律，因此只能應用于有限自然環(huán)境內具有有限宏觀尺度的物體和現(xiàn)象中。它不能任意深入到物質的微觀結構里用來說明個別分子的行為，也不能任意推廣到時空均為無限的宇宙15宏觀熱力學：82

優(yōu)點：簡單、可靠，只有少數幾個宏觀物理量就可描寫系統(tǒng)的狀態(tài)；所依據的基本定律已為大量實踐所證實，具有極大的普遍性和可靠性。

不足之處：不能解釋現(xiàn)象的微觀本質；不能得出具體物質的性質?？梢杂媒y(tǒng)計熱力學彌補

微觀熱力學：物質是由大量分子、原子等微觀粒子所組成16優(yōu)點：簡單、可靠，只有少數幾個宏觀物理量就可描寫83一、工質和熱源工質(workingsubstance/workingmedium)：實現(xiàn)能量相互轉換的媒介物質膨脹性、流動性、穩(wěn)定性和安全性、對環(huán)境友善、價廉易大量獲取第一章基本概念(BasicConcepts)17一、工質和熱源第一章基本概念(BasicConc84熱源(heatsource/heatreservoir):與外界僅交換熱量,且具有無窮大熱容量的系統(tǒng)

高溫熱源（熱源）低溫熱源（冷源）1885熱力系統(tǒng)(thermodynamicsystem/system)：被人為分割出來作為熱力學分析對象的有限物質系統(tǒng)外界：熱力系統(tǒng)周圍物體邊界：熱力系與外界的交界面真實的、固定的、封閉的假想的、運動的、開口的

二、熱力系統(tǒng)surroundings(orenvironment)19熱力系統(tǒng)(thermodynamicsystem/sy862087閉口系統(tǒng)：只有能量交換而無物質交換控制質量CM開口系統(tǒng)：有能量交換和物質交換控制容積（控制體）CV21閉口系統(tǒng)：只有能量交換而無物質交換88?汽車發(fā)動機22?汽車發(fā)動機8923工程熱力學-課件91絕熱系統(tǒng)：無熱量交換孤立系統(tǒng)：無能量交換和物質交換

簡單可壓縮體系：熱力系由可壓縮流體構成，體積變化功surroundings(orenvironment)25絕熱系統(tǒng)：無熱量交換簡單可壓縮體系：熱力系由可壓縮流體構92

熱力學狀態(tài)（狀態(tài)）：工質在某一瞬間所呈現(xiàn)的宏觀物理狀況

狀態(tài)參數：描述工質所處狀態(tài)的宏觀物理量三、狀態(tài)及狀態(tài)參數26三、狀態(tài)及狀態(tài)參數93強度量：與系統(tǒng)內所含工質的數量無關的狀態(tài)參數

廣延量：廣延參數具有可加性。單位質量的廣延參數具有強度參數的性質，稱為比參數。2794

平衡狀態(tài)(thermodynamicequilibriumstate)：在沒有外界影響（重力場除外）的條件下，系統(tǒng)的宏觀性質不隨時間變化的狀態(tài)。實現(xiàn)平衡的充要條件：系統(tǒng)內部及系統(tǒng)與外界之間各種不平衡勢差（力差、溫差、化學勢差）的消失平衡狀態(tài)具有確定的狀態(tài)參數!2895基本狀態(tài)參數溫度temperature定義：是物系間達到熱平衡的判據物質分子熱運動的激烈程度習慣上：物體冷熱程度的度量是確定一個系統(tǒng)是否與其他系統(tǒng)處于熱平衡的狀態(tài)函數。溫度是熱平衡的唯一判據熱力學第零定律：若兩個熱力系中的每一個都與第三個系統(tǒng)處于熱平衡，那么它們彼此也處于熱平衡。29基本狀態(tài)參數96溫標(temperaturescale)：溫度的定量表示法溫標的三要素：選定一種測溫物質的性質選基準點分度法

熱力學溫標：建立在熱力學第二定律基礎上的而完全不依賴測溫物質性質的溫標。規(guī)定水的汽、液、固三相平衡共存的狀態(tài)點（三相點）為基準點，并規(guī)定此點的溫度為273.16Kthermodynamicsscale;Kelvinscale;absolutetemperaturescale30溫標(temperaturescale)：溫度的定量97Celsiustemperaturescale強調!31Celsiustemperaturescale強調!98

壓力定義：單位面積上承受的垂直作用力。對于氣體，實質上是氣體分子運動撞擊容器壁面，在單位面積的容器壁面上所呈現(xiàn)的平均作用力。單位：Pa，kPa，MPa壓力表測量的壓力-表壓力pg，真空表測量壓力-真空度pv，工質的真實壓力-絕對壓力p32993310034101例題：測得容器內氣體的表壓力為0.25MPa，當地大氣壓為755mmHg，求容器內氣體的絕對壓力p，并分別用（1）MPa、（2）bar、（3）atm、（4）at表示。解p=pg+pb=0.25×106＋755×133.3224＝0.3057×106

=0.3057MPa35例題：測得容器內氣體的表壓力為0.25MPa，當地大氣壓102

比體積(specificvolume)單位質量工質所占有的體積m3/kg36m3/kg103

狀態(tài)方程式根據狀態(tài)公理，簡單可壓縮系統(tǒng)平衡態(tài)的獨立參數只有2個。原則上，可以選取可測量參數p，v和T中的任意兩個獨立參數作為自變量，其余參數（u，h，s等）則為因變量37104

狀態(tài)參數坐標圖v11vpp138v11vpp1105如圖所示，絕熱活塞把一個剛性絕熱容器分成A和B兩部分，分別有某種氣體，B側設有電加熱絲?；钊谌萜鲀瓤勺杂梢苿?，但兩部分氣體不能相互滲透。合上電閘，B側氣體緩緩膨脹。問：（l）取A側氣體為系統(tǒng)，是什么系統(tǒng)？（2）取A側和B側全部氣體為系統(tǒng)（不包括電熱絲），是什么系統(tǒng)？（3）取A側和B側全部氣體和電熱絲為系統(tǒng)，是什么系統(tǒng)？（4）取圖中虛線內為系統(tǒng)，是什么系統(tǒng)？討論題39如圖所示，絕熱活塞把一個剛性絕熱容器分成A和B兩部分，分106作業(yè)：1.21.5

思考題：1.2、1.4

對平衡、均勻、穩(wěn)定三個關鍵詞的理解40107熱力過程：熱力系從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)變化時所經歷的全部狀態(tài)的總和12四、熱力過程41熱力過程：熱力系從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)變化時所經歷的全部108準平衡過程(準靜態(tài)過程)定義：由一系列無限接近于平衡態(tài)的狀態(tài)所組成的過程.（著眼于系統(tǒng)）/偏離平衡態(tài)無窮小，隨時恢復平衡的狀態(tài)變化過程實現(xiàn)條件：推動過程進行的勢差無限小。這樣保證系統(tǒng)在任意時刻皆無限接近于平衡態(tài)。42準平衡過程(準靜態(tài)過程)1第2章基本概念2.3熱力過程21第2章基本概念2.3熱力過程2110建立準平衡過程概念的好處：①可以用確定的狀態(tài)參數變化描述過程；②可以在參數坐標圖上用一條連續(xù)曲線表示過程。1pv2441pv2111可逆過程定義：如果系統(tǒng)完成某一熱力過程后，再沿原來路徑逆向進行時，能使系統(tǒng)和外界都返回原來狀態(tài)而不留下任何變化實現(xiàn)條件：準平衡過程過程中無任何耗散效應（通過摩擦、電阻、磁阻等使功變成熱的效應）無耗散的準平衡過程為可逆過程。強調!45強調!112非準靜態(tài)過程準靜態(tài)過程，不可逆準靜態(tài)過程，可逆pFfpb46非準靜態(tài)過程準靜態(tài)過程，不可逆準靜態(tài)過程，可逆pFfpb113可逆過程（不僅著眼于系統(tǒng)內，與外界也有關系）強調!47強調!114系統(tǒng)與外界的不平衡勢差——作功和傳熱功(可逆過程)定義:通過邊界傳遞的能量,其全部效果可表現(xiàn)為”舉起重物”—是傳遞過程中的機械能五、功和熱量48系統(tǒng)與外界的不平衡勢差——作功和傳熱五、功和熱量115w>0膨脹功（對外作功）w<0壓縮功（消耗功）12pv49w>0膨脹功（對外作功）12pv116例題某種氣體工質從狀態(tài)1（p1，V1）可逆地膨脹到狀態(tài)2。膨脹過程中：（a）工質的壓力服從p＝a－bV，其中a、b為常數；（b）工質的pV保持恒定為p1V1。試分別求兩過程中氣體的膨脹功。解：（a）

(b)

50例題某種氣體工質從狀態(tài)1（p1，V1）可逆地膨脹到狀117

熱量定義：熱力系和外界之間僅僅由于溫度不同而通過邊界傳遞的能量作功動力作功標志傳熱動力傳熱標志熵Entropy51作功動力作功標志傳熱動力傳熱標志熵Entropy11852熱量與功的比較：

1.均為通過邊界傳遞的能量；

3.功傳遞由壓差推動，體積變化是作功標志；熱量傳遞由溫差推動，熵變化是傳熱的標志；

4.功是物系間通過宏觀運動發(fā)生相互作用傳遞的能量；熱是物系間通過紊亂的微粒運動發(fā)生相互作用而傳遞的能量。功2.均為過程量；熱是無條件的熱功是有條件的熱量與功的比較：1.均為通過邊界傳遞的能量；3.功傳120定義：工質由某一初態(tài)出發(fā)，經歷一系列熱力狀態(tài)變化后，又回到原來初態(tài)的封閉熱力過程。目的:為了實現(xiàn)預期連續(xù)的能量轉換。按照性質分:可逆循環(huán)（全部由可逆過程組成的循環(huán)）和不可逆循環(huán)（含有不可逆過程的循環(huán)）按照目的分:正向循環(huán)（即動力循環(huán)）和逆向循環(huán)（即制冷循環(huán)或熱泵循環(huán)）。六、熱力循環(huán)54六、熱力循環(huán)121動力循環(huán)：熱效率ηtWnet-