工程熱力學(xué)課件第0章緒論

工程熱力學(xué)課件第0章緒論歡迎學(xué)習(xí)工程熱力學(xué)！本課程將帶領(lǐng)大家深入了解熱力學(xué)原理及其在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。工程熱力學(xué)的概念定義工程熱力學(xué)是研究熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科。研究對(duì)象主要研究熱力學(xué)系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)、制冷機(jī)、熱泵等。工程熱力學(xué)的內(nèi)容和作用1熱力學(xué)基本定律介紹熱力學(xué)第一定律、第二定律、第三定律等。2熱力學(xué)性質(zhì)研究物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)，如比熱容、熵等。3熱力學(xué)過(guò)程分析各種熱力學(xué)過(guò)程，如等溫過(guò)程、絕熱過(guò)程等。4熱力學(xué)循環(huán)探討各種熱力學(xué)循環(huán)，如卡諾循環(huán)、朗肯循環(huán)等。工程熱力學(xué)的發(fā)展歷程118世紀(jì)蒸汽機(jī)發(fā)明推動(dòng)了熱力學(xué)發(fā)展。219世紀(jì)熱力學(xué)基本定律被發(fā)現(xiàn)和建立。320世紀(jì)熱力學(xué)應(yīng)用于制冷、能源等領(lǐng)域。421世紀(jì)熱力學(xué)與可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排緊密相連。熱力學(xué)定律概述熱力學(xué)第一定律能量守恒定律，熱能與機(jī)械能可以相互轉(zhuǎn)換。熱力學(xué)第二定律熵增定律，熱能從高溫物體自發(fā)地流向低溫物體。熱力學(xué)第三定律絕對(duì)零度不可達(dá)到，物質(zhì)的熵值在絕對(duì)零度時(shí)為零。熱力學(xué)的基本概念熱力學(xué)系統(tǒng)一個(gè)與外界有能量交換的特定物質(zhì)或物質(zhì)集合。系統(tǒng)邊界將系統(tǒng)與外界隔開(kāi)的界面。外界系統(tǒng)之外的一切物質(zhì)或能量。狀態(tài)量和狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)量描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，如溫度、壓力、體積等。狀態(tài)參數(shù)用來(lái)表示狀態(tài)量的物理量，如溫度、壓力、比容等。均勻系統(tǒng)與非均勻系統(tǒng)1均勻系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)部各部分的性質(zhì)相同。2非均勻系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)部各部分的性質(zhì)不同。平衡態(tài)與非平衡態(tài)1平衡態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，其狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間變化。2非平衡態(tài)系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，其狀態(tài)參數(shù)隨時(shí)間變化。熱力學(xué)系統(tǒng)的分類1封閉系統(tǒng)只允許能量交換，不允許物質(zhì)交換。2開(kāi)放系統(tǒng)既允許能量交換，也允許物質(zhì)交換。3孤立系統(tǒng)既不允許能量交換，也不允許物質(zhì)交換。熱力學(xué)系統(tǒng)的表示方法狀態(tài)圖用坐標(biāo)系表示系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系。過(guò)程圖用曲線表示系統(tǒng)狀態(tài)變化過(guò)程。熱力學(xué)模型的構(gòu)建物質(zhì)的基本組成原子物質(zhì)的最小單位，由原子核和電子組成。分子由兩個(gè)或多個(gè)原子通過(guò)化學(xué)鍵結(jié)合而成的結(jié)構(gòu)。物質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)溫度表示物質(zhì)冷熱程度的物理量。壓力物質(zhì)分子對(duì)單位面積的垂直作用力。體積物質(zhì)所占的空間大小。比容單位質(zhì)量物質(zhì)所占的體積。工程分析的一般步驟1問(wèn)題識(shí)別確定研究對(duì)象、目標(biāo)和邊界。2模型構(gòu)建建立簡(jiǎn)化模型，忽略次要因素。3分析求解運(yùn)用熱力學(xué)原理和方法進(jìn)行分析計(jì)算。4結(jié)果驗(yàn)證驗(yàn)證結(jié)果的合理性，進(jìn)行必要的修正。工程分析的工具和方法計(jì)算機(jī)模擬利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)值分析和模擬。數(shù)學(xué)計(jì)算運(yùn)用數(shù)學(xué)公式和方法進(jìn)行精確計(jì)算。圖表分析利用圖表直觀地展現(xiàn)數(shù)據(jù)和趨勢(shì)。工程熱力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域能源工業(yè)發(fā)電廠、熱電廠、核電站等。制冷空調(diào)冰箱、空調(diào)、制冷設(shè)備等。航空航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等。工程熱力學(xué)問(wèn)題的求解方法熱力學(xué)定律應(yīng)用運(yùn)用能量守恒定律、熵增定律等進(jìn)行分析。狀態(tài)參數(shù)關(guān)系運(yùn)用狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。循環(huán)分析對(duì)熱力學(xué)循環(huán)進(jìn)行分析和計(jì)算。工程熱力學(xué)問(wèn)題的單位制1SI單位制國(guó)際單位制，采用米、千克、秒等作為基本單位。2英制單位制采用英尺、磅、秒等作為基本單位。工程熱力學(xué)的參考文獻(xiàn)工程熱力學(xué)-汪詩(shī)平著熱力學(xué)-葉俊良著工程熱力學(xué)-陳立泉著工程熱力學(xué)的課程設(shè)置1熱力學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)基本概念、定律和原理。2熱力學(xué)性質(zhì)物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用。3熱力學(xué)過(guò)程常見(jiàn)熱力學(xué)過(guò)程分析和計(jì)算。4熱力學(xué)循環(huán)熱力學(xué)循環(huán)分析和應(yīng)用。5工程應(yīng)用熱力學(xué)原理在實(shí)際工程中的應(yīng)用。工程熱力學(xué)的教學(xué)方法課堂講授以教師講授為主，學(xué)生積極參與。案例分析結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析和討論。實(shí)驗(yàn)演示通過(guò)實(shí)驗(yàn)直觀地展示熱力學(xué)現(xiàn)象。工程熱力學(xué)的學(xué)習(xí)方法預(yù)習(xí)課本提前閱讀教材，掌握基本知識(shí)點(diǎn)。認(rèn)真聽(tīng)課課堂上積極思考，做好筆記。及時(shí)復(fù)習(xí)及時(shí)鞏固知識(shí)，解決學(xué)習(xí)中的疑難問(wèn)題。工程熱力學(xué)的考核方式1平時(shí)成績(jī)課堂參與、作業(yè)完成情況。2期中考試考核學(xué)生對(duì)前半部分內(nèi)容的掌握情況。3期末考試綜合考核學(xué)生對(duì)整門課程的掌握情況。工程熱力學(xué)的實(shí)踐訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證理論知識(shí)。工程設(shè)計(jì)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，應(yīng)用熱力學(xué)原理解決實(shí)際問(wèn)題。工程熱力學(xué)的創(chuàng)新思維1問(wèn)題發(fā)現(xiàn)從實(shí)際問(wèn)題中發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)研究方向。2方案構(gòu)思提出解決問(wèn)題的創(chuàng)新性方案。3實(shí)踐驗(yàn)證通過(guò)實(shí)驗(yàn)或模擬驗(yàn)證方案的可行性。工程熱力學(xué)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)1可持續(xù)發(fā)展與節(jié)能減排、新能源開(kāi)發(fā)緊密結(jié)合。2智能化應(yīng)用與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)融合發(fā)展。3跨學(xué)科研究與材料科學(xué)、化學(xué)等學(xué)科交叉研究。工程熱力學(xué)的學(xué)習(xí)目標(biāo)1掌握熱力學(xué)基本原理理解熱力學(xué)定律、概念和理論。2能夠運(yùn)用熱力學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題具備分析和解決工程熱力學(xué)問(wèn)題的基本能力。3培養(yǎng)創(chuàng)新思維能夠運(yùn)用熱力學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)和研究。工程熱力學(xué)的學(xué)習(xí)要求認(rèn)真聽(tīng)課課堂上積極思考，做好筆記。及時(shí)復(fù)習(xí)課后及時(shí)鞏固知識(shí)，解決學(xué)習(xí)中的疑難問(wèn)題。積極參與討論與同學(xué)進(jìn)行交流，互相學(xué)習(xí)。完成作業(yè)和實(shí)驗(yàn)通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練，提高對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用。工程熱力學(xué)的學(xué)習(xí)計(jì)劃1第一階段學(xué)習(xí)熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握基本概念和定律。2第二階段學(xué)習(xí)熱力