工程熱力學(xué)（湛利華）課件PPT版 緒論(湛利華)xin

工程熱力學(xué)EngineeringThermodynamics李毅波

機(jī)電工程學(xué)院冶金機(jī)械研究所Tel：88876164(o)E-mail:yibo.li@126.com本課程教學(xué)用課本為：

工程熱力學(xué)（第三版）—沈維道，蔣智敏，童均耕合編，高等教育出版社

授課內(nèi)容及課時(shí)安排：總學(xué)時(shí)：

32；課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：

30；考試：

2。

緒論第一章基本概念第二章熱力學(xué)第一定律第三章理想氣體的性質(zhì)第四章理想氣體的熱力過程第五章熱力學(xué)第二定律（5-1~5-6）授課內(nèi)容“工程熱力學(xué)”課程學(xué)習(xí)要求：上課認(rèn)真聽講、思考，并作適當(dāng)聽課記錄自己獨(dú)立完成課后作業(yè)作業(yè)規(guī)范：寫出物理表達(dá)式代入原始數(shù)據(jù)給出結(jié)果每星期交上星期布置的作業(yè)閉卷考試方式：看一、二本參考書參考書目：1）工程熱力學(xué)題型分析—朱明善等編，清華出版社2）工程熱力學(xué)—嚴(yán)家騄編著，高教出版社3）工程熱力學(xué)理論概要和習(xí)題—童鈞耕等，上海交通大學(xué)出版社緒論0-1熱能及其利用熱力學(xué)：研究與熱現(xiàn)象有關(guān)的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)。研究熱能與其它形式能量之間的轉(zhuǎn)換以及能量轉(zhuǎn)化與物質(zhì)性質(zhì)之間的關(guān)系。工程熱力學(xué)：將熱力學(xué)的基本概念應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域。研究熱能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換規(guī)律及其在工程中的應(yīng)用。煤石油天然氣太陽能

風(fēng)力水力地?zé)嵩幽苣芰炕瘜W(xué)能

能量據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上經(jīng)過熱能形式而被利用的能量平均超過85%,我國占90%以上.機(jī)械能熱能的利用太陽能熱水器加熱爐石化廠熱利用動力利用冶金緒論0-1熱能及其利用0-2熱力學(xué)發(fā)展簡史熱力學(xué)發(fā)展簡史

瓦特（JamesWatt,1736-1819年)，英國人，1763-1784在原始蒸汽機(jī)基礎(chǔ)上研制成功單缸蒸汽機(jī)。薩迪·卡諾(N．L．SadiCarnot，1796－1832年)，法國科學(xué)家；其主要貢獻(xiàn)：創(chuàng)立理想熱機(jī)理論。1824年6月12日發(fā)表《關(guān)于火的動力》一書，在這部著作中提出了“卡諾熱機(jī)”和“卡諾循環(huán)”的概念及“卡諾原理”（現(xiàn)在稱為“卡諾定理”）。

邁耶(J.R.Mayer，1814－1878年)，德國物理學(xué)家；邁耶是歷史上第一個(gè)提出能量守恒定律并計(jì)算出熱功當(dāng)量的人。邁耶偏重于從一般哲學(xué)方面即自然力的相互聯(lián)系方面提出能量守恒的概念;焦耳1843年從實(shí)驗(yàn)方面測定了熱功當(dāng)量值;而亥姆霍茲則是從物理理論方面論證了能量轉(zhuǎn)換的規(guī)律性。所以，提出能量守恒定律的榮譽(yù)通常歸之于亥姆霍茲、邁耶和焦耳三人。

亥姆霍茲(H.L.Helmholtz，1814~1878），德國物理學(xué)家、生理學(xué)家。1847年他在新成立的德國物理學(xué)會發(fā)表了著名的"關(guān)于力的守恒"講演，第一次用數(shù)學(xué)方式詳細(xì)地提出今天大家所理解的能量守恒定律。這次講演內(nèi)容后來寫成專著《力之守恒》，于1853年發(fā)表。開爾文(L.Kelvin，1824~1907)，英國物理學(xué)家、發(fā)明家。開爾文是熱力學(xué)的主要奠基人之一，他根據(jù)蓋-呂薩克、卡諾和克拉珀龍的理論于1848年創(chuàng)立了熱力學(xué)溫標(biāo)，1851年他提出熱力學(xué)第二定律：“不可能從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響”。為了紀(jì)念他在科學(xué)上的功績，國際計(jì)量大會把熱力學(xué)溫標(biāo)(即絕對溫標(biāo))稱為開爾文(開氏)溫標(biāo)。狄塞爾(R.C.K.Diesel，1858~1913年)，德國技術(shù)家,1876年進(jìn)入慕尼黑工業(yè)大學(xué)學(xué)習(xí)，開始設(shè)想研制與蒸汽機(jī)不同的新型發(fā)動機(jī)。1893年出版《取代蒸汽機(jī)及以往內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)理論和結(jié)構(gòu)》。1894年，新發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)成功。1896年作為商用發(fā)動機(jī)開始在個(gè)別工廠使用。由于柴油機(jī)的廣泛應(yīng)用，1900年狄塞爾已經(jīng)名揚(yáng)世界。克勞修斯(R.J.E.Clausius，1822～1888年)，德國物理學(xué)家,是歷史上第一個(gè)精確表示熱力學(xué)定律的科學(xué)家。1850年發(fā)表《論熱的動力以及由此推出的關(guān)于熱學(xué)本身的諸定律》的論文,將熱力學(xué)過程遵守的能量守恒定律歸結(jié)為熱力學(xué)第一定律,

在卡諾定理的基礎(chǔ)上提出了熱力學(xué)第二定律的最著名的表述形式：熱不能自發(fā)地從較冷的物體傳到較熱的物體。1865年他發(fā)表《力學(xué)的熱理論的主要方程之便于應(yīng)用的形式》的論文，引入了一個(gè)新的熱力學(xué)函數(shù)并定名為熵，同時(shí)提出克勞修斯不等式和"熵增原理"，1857年發(fā)表《論熱運(yùn)動形式》的論文，第一次推導(dǎo)出著名的理想氣體壓強(qiáng)公式。緒論0-1熱能及其利用0-2熱力學(xué)發(fā)展簡史0-3工程熱力學(xué)的主要內(nèi)容及研究方法工程熱力學(xué)的主要內(nèi)容及研究方法

機(jī)械能

熱能主要內(nèi)容：1）熱力學(xué)基本概念，熱力學(xué)第一定律，熱力學(xué)第二定律；2）能量轉(zhuǎn)化過程和循環(huán)的分析研究與計(jì)算方法；3）常用工質(zhì)的性質(zhì)；4）工程應(yīng)用。工質(zhì)：任何熱動力裝置實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換時(shí)，均需要某些物質(zhì)作為它的工作物質(zhì)，這種工作物質(zhì)稱為工質(zhì)。工程熱力學(xué)的研究對象主要是能量轉(zhuǎn)換,特別是熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的規(guī)律和方法,以及提高轉(zhuǎn)化效率,以提高能源利用的經(jīng)濟(jì)性.工程熱力學(xué)研究方法：1）宏觀研究方法：運(yùn)用熱力學(xué)第一、第二定律，對具體問題進(jìn)行抽象、概括，建立熱力學(xué)過程的數(shù)理模型。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡單、可靠，只需少數(shù)幾個(gè)宏觀物理量即可描述系統(tǒng)的狀態(tài)，而且，所依據(jù)的熱力學(xué)基本定律已為大量實(shí)踐所證實(shí)，具有高度的普遍性和可靠性。由于不考慮分子和原子的微觀結(jié)構(gòu)，也不考慮微粒的運(yùn)動規(guī)律，所以此方法不能解釋熱現(xiàn)象的微觀本質(zhì)，也不能用以得出具體物質(zhì)的性質(zhì)。2）微觀研究方法：也稱統(tǒng)計(jì)法，從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，即從構(gòu)成物質(zhì)的分子、原子的運(yùn)動和它們之間的相互作用出發(fā)，依據(jù)每個(gè)微粒所遵循的力學(xué)規(guī)律，運(yùn)用量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)方法，將