工程熱力學(xué)：緒論2

1、工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)Engineering Thermodynamics課程介紹課程介紹總學(xué)時數(shù)：總學(xué)時數(shù)：4848學(xué)時學(xué)時課堂授課：課堂授課：4444學(xué)時學(xué)時實驗：兩項，共實驗：兩項，共4 4學(xué)時學(xué)時緒緒 論論工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)是重要的是重要的技術(shù)基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 是一門研究是一門研究熱能熱能有效利用及有效利用及 熱能熱能和其它形式和其它形式能量能量轉(zhuǎn)換規(guī)律轉(zhuǎn)換規(guī)律 的科學(xué)的科學(xué)能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系熱熱 能能電電 能能機機 械械 能能 風(fēng)風(fēng)能能水水能能化化學(xué)學(xué)能能核核能能地地?zé)釤崮苣芴栮柲苣芤淮文茉匆淮文茉? (天然存在天然存在) )二次能源二次能源

2、 光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換燃料電池燃料電池光熱光熱聚變聚變裂變裂變?nèi)紵紵囁囁啓C水輪機風(fēng)車風(fēng)車熱機熱機電動機電動機發(fā)電機發(fā)電機90%轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換直接利用直接利用 熱力學(xué)的分類熱力學(xué)的分類工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)：熱能與機械能：熱能與機械能物理熱力學(xué)物理熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)生物熱力學(xué)生物熱力學(xué)溶液熱力學(xué)溶液熱力學(xué)熱熱力力學(xué)學(xué) 熱熱 機機 種種 類類 蒸汽動力裝置（火力發(fā)電）蒸汽動力裝置（火力發(fā)電） 40% 燃氣輪機動力裝置燃氣輪機動力裝置 2535% 內(nèi)燃機（車輛發(fā)動機）內(nèi)燃機（車輛發(fā)動機） 2535% 制冷、空調(diào)制冷、空調(diào) 200% 能量利用率能量利用率蒸汽動力裝置基本特點蒸汽動力裝置基本特點鍋

3、鍋爐爐汽輪機汽輪機 發(fā)電機發(fā)電機 給水泵給水泵 凝凝汽汽器器過熱器過熱器 1、熱源，冷源熱源，冷源2、工質(zhì)（水，蒸汽）工質(zhì)（水，蒸汽）3、膨脹做功膨脹做功4、循環(huán)循環(huán) ( (加壓、加熱、膨加壓、加熱、膨脹做功、放熱脹做功、放熱) )燃氣輪機裝置基本特點燃氣輪機裝置基本特點1 1、熱源，冷源熱源，冷源2 2、工質(zhì)（燃氣）工質(zhì)（燃氣）3 3、膨脹做功膨脹做功4 4、循環(huán)循環(huán) ( (加壓、加熱、加壓、加熱、膨脹做功、放熱膨脹做功、放熱) )壓壓氣氣機機燃燃氣氣輪輪機機燃燒室燃燒室空空氣氣廢廢氣氣內(nèi)燃機內(nèi)燃機裝置裝置基本特點基本特點1、熱源，冷源熱源，冷源2、工質(zhì)（燃氣）工質(zhì)（燃氣）3、膨脹做功膨脹做

4、功4、循環(huán)循環(huán) (加壓、加熱、加壓、加熱、 膨脹做功、放熱膨脹做功、放熱)制冷空調(diào)制冷空調(diào)裝置裝置基本特點基本特點1、熱源，冷源熱源，冷源2、工質(zhì)（制冷劑）工質(zhì)（制冷劑）3、得到容積變化功得到容積變化功4、循環(huán)循環(huán) (加壓、放熱、加壓、放熱、 膨脹、吸熱膨脹、吸熱)熱力熱力裝置裝置共同基本特點共同基本特點 1、熱源，冷源熱源，冷源 2、工質(zhì)工質(zhì) 3、容積變化功容積變化功 4、循環(huán)循環(huán) 熱機熱機 高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩?低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩?Q1Q2W1WQ收 益代 價動力循環(huán)簡圖動力循環(huán)簡圖熱效率熱效率 1、可否不要熱源而作功？、可否不要熱源而作功？ 思思 考考 題題 ？2、為何要有兩個熱源，能否不要低

5、、為何要有兩個熱源，能否不要低 溫?zé)嵩礈責(zé)嵩? 不放熱，不放熱，W=Q是否可以是否可以 進行？進行？3、發(fā)電廠效率高的只有、發(fā)電廠效率高的只有40%，可否，可否 有途徑提高，最高效率是否有極有途徑提高，最高效率是否有極 限？極限為多少？限？極限為多少？4、工質(zhì)與熱功轉(zhuǎn)換的關(guān)系、工質(zhì)與熱功轉(zhuǎn)換的關(guān)系工程熱力學(xué)的研究內(nèi)容工程熱力學(xué)的研究內(nèi)容 1、基本概念及基本定律基本概念及基本定律 2、工質(zhì)的基本性質(zhì)與熱力過程工質(zhì)的基本性質(zhì)與熱力過程3、熱功轉(zhuǎn)換設(shè)備、工作原理熱功轉(zhuǎn)換設(shè)備、工作原理1、宏觀方法：宏觀方法：連續(xù)體，用宏觀物理量描述連續(xù)體，用宏觀物理量描述其狀態(tài)，其基本規(guī)律是無數(shù)經(jīng)驗的總結(jié)其狀態(tài)，其基

6、本規(guī)律是無數(shù)經(jīng)驗的總結(jié) 特點特點：可靠，普遍，不能任意推廣可靠，普遍，不能任意推廣 宏觀熱力學(xué)，平衡熱力學(xué)宏觀熱力學(xué)，平衡熱力學(xué)2、微觀方法：微觀方法：從微觀粒子的運動及相互作從微觀粒子的運動及相互作用角度研究熱現(xiàn)象及規(guī)律用角度研究熱現(xiàn)象及規(guī)律 特點：特點：揭示本質(zhì)，模型近似揭示本質(zhì)，模型近似 統(tǒng)計熱力學(xué)統(tǒng)計熱力學(xué)工程熱力學(xué)研究方法工程熱力學(xué)研究方法熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎的科學(xué)家熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎的科學(xué)家（1） J.D.范范.德瓦爾斯德瓦爾斯 Johannes van der Waals (1837-1923) 荷蘭荷蘭 氣體和液體狀態(tài)方程氣體和液體狀態(tài)方程 1910年諾貝爾物理學(xué)獎年諾貝爾物

7、理學(xué)獎熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎的科學(xué)家熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎的科學(xué)家（2） M.普朗克普朗克 Max Planck (1858-1947) 德國德國 發(fā)現(xiàn)能量子（量子理論）發(fā)現(xiàn)能量子（量子理論） 熱二律熱二律 1918年諾貝爾物理學(xué)獎年諾貝爾物理學(xué)獎熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎的科學(xué)家熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎的科學(xué)家（3） W.H.能斯脫能斯脫 Walther Hermann Nernst (1864-1941) 德國德國 熱化學(xué)，熵基準熱化學(xué)，熵基準 1920年諾貝爾化學(xué)獎年諾貝爾化學(xué)獎熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎的科學(xué)家熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎的科學(xué)家（4） L.昂薩格昂薩格 Lars Onsager (1903-19

8、76) 美國美國 不可逆過程熱力學(xué)理論不可逆過程熱力學(xué)理論 1968年諾貝爾化學(xué)獎年諾貝爾化學(xué)獎熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎的科學(xué)家熱力學(xué)方面獲諾貝爾獎的科學(xué)家（5） I.普里戈金普里戈金 Ilya Prigogine (1917-) 比利時比利時 熱力學(xué)的耗散結(jié)構(gòu)理論熱力學(xué)的耗散結(jié)構(gòu)理論 1977年諾貝爾化學(xué)獎年諾貝爾化學(xué)獎參參 考考 書書1.工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 曾丹苓等曾丹苓等 高教出版社高教出版社2.工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 劉桂玉等劉桂玉等 高教出版社高教出版社3.工程熱力學(xué)精要分析及典型題精解工程熱力學(xué)精要分析及典型題精解西交大西交大出版社出版社4.工程熱力學(xué)綱要指南及典型習(xí)題分析工程熱力學(xué)綱

9、要指南及典型習(xí)題分析 姚壽廣 國防工業(yè)出版社國防工業(yè)出版社5.工程熱力學(xué)題型分析工程熱力學(xué)題型分析 朱明善等朱明善等 清華出版社清華出版社6.Fundamentals of Classical Thermodynamics Gordon J. et al. Fifth ed7.Thermodynamics, Yunus A. Gengel et al. Fourth Edition教學(xué)要求教學(xué)要求1、弄清基本概念，注意每章后的思考題弄清基本概念，注意每章后的思考題2、獨立完成作業(yè)，按時交獨立完成作業(yè)，按時交3、發(fā)揮主觀能動性發(fā)揮主觀能動性4、有問題及時解決，不要拖至考試有問題及時解決，不要拖至考試教學(xué)安排教學(xué)安排1 緒論 2學(xué)時2 基本概念及定義 4學(xué)時3 熱力學(xué)第一定律（習(xí)題課） 6學(xué)時4 氣體和蒸汽的性質(zhì) 3學(xué)時5 氣體和蒸汽的基本熱力過程 （習(xí)題課） 4學(xué)時6 熱力學(xué)第二定律 （習(xí)題課） 6學(xué)時7