發(fā)電廠動(dòng)力部分-第一章 熱力學(xué)基本概念與基本定律課件

1、第一章 熱力學(xué)基本概念與基本定律第一節(jié) 熱力學(xué)基本概念 一、工質(zhì)、熱源和熱力系統(tǒng)熱機(jī)：能將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)器。工質(zhì)：熱能與機(jī)械能之間轉(zhuǎn)換是通過(guò)一種媒介物質(zhì)在熱機(jī)中 的一系列狀態(tài)變化過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種媒介物質(zhì)稱為工質(zhì)。介質(zhì)，簡(jiǎn)稱工質(zhì)。工質(zhì)的一般是具有良好流動(dòng)性和膨脹性的氣體(含水蒸氣)。熱源：熱容積很大且在吸收或放出有限量熱量時(shí)自身溫度及其他熱力學(xué)參數(shù)沒(méi)有明顯改變的物體。向系統(tǒng)提供熱量的熱源稱為高溫?zé)嵩?；接收系統(tǒng)放熱的熱源稱為低溫?zé)嵩椿蚶湓础?熱力系統(tǒng)：按照系統(tǒng)與外界之間的關(guān)系，可以將系統(tǒng)分為如下幾種類型：（1）封閉系：與外界之間不存在物質(zhì)交換的系統(tǒng)。 （2）開(kāi)口系，局外界之間既存在物質(zhì)交換

2、也存在能量交換的系統(tǒng)（3）絕熱系：與外界之間不存在熱交換的系統(tǒng)，(4)孤立系：與外界之間既無(wú)物質(zhì)交換，也無(wú)能量交換的系統(tǒng)二、工質(zhì)的熱力學(xué)狀態(tài)及其狀態(tài)參數(shù)1、基本概念 (1)熱力學(xué)狀態(tài)：工質(zhì)在某一瞬間所呈現(xiàn)的物理狀態(tài)（P-V，T-s) (2)平衡狀態(tài)：在外界條件不變的情況下，即使經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間，系統(tǒng)的宏觀特性仍不發(fā)生變化， (3)狀態(tài)參數(shù)：熱力學(xué)參數(shù)，是描述系統(tǒng)所處狀態(tài)的物理量。一般用兩個(gè)相互獨(dú)立的狀態(tài)參數(shù)就可以確定系統(tǒng)的一個(gè)狀態(tài)。狀態(tài)參數(shù)大致可以分為基本參數(shù)和導(dǎo)出參數(shù)兩種，前者可以直接測(cè)量而得，如溫度、壓力等，后者一般不能測(cè)量，只能用基本參數(shù)依據(jù)某種關(guān)系推導(dǎo)而得，如內(nèi)能、比焓、比熵等。 (4)狀

3、態(tài)方程：在平衡狀態(tài)下，系統(tǒng)的某一參數(shù)與獨(dú)立于它的另一參數(shù)之間有著確定的聯(lián)系，將這種聯(lián)系表達(dá)出來(lái)的數(shù)學(xué)方程式就是狀態(tài)方程，三、狀態(tài)的改變(1)過(guò)程：系統(tǒng)由其初始平衡態(tài)，經(jīng)過(guò)一系列中間狀態(tài)而達(dá)到菜一新的平衡態(tài)的變化過(guò)程稱為熱力過(guò)程，簡(jiǎn)稱過(guò)程。(2)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程；每一中間狀態(tài)既離開(kāi)平衡態(tài)，又無(wú)限接近于平衡態(tài)， (3)可逆過(guò)程：系統(tǒng)完成菜一過(guò)程之后，若能夠沿原路徑返回其初始平衡態(tài)，且系統(tǒng)和外界均不留下任何宏觀的變化痕跡，則稱該過(guò)程為可逆過(guò)程； (4)循環(huán)：系統(tǒng)經(jīng)歷了若干不相重復(fù)的過(guò)程，最后又回到初始狀態(tài)所形成的封閉過(guò)程叫做熱力循環(huán)，簡(jiǎn)稱循環(huán)。第二節(jié) 熱力學(xué)第一定律 一、熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)與表述 說(shuō)法一

4、：熱可以變?yōu)楣Γσ部梢宰優(yōu)闊?。一定量的熱消失時(shí)，必產(chǎn)生與之?dāng)?shù)量相當(dāng)?shù)墓?；消耗一定量的功時(shí)，也必出現(xiàn)相應(yīng)數(shù)量的熱。 說(shuō)法二：對(duì)于任何一個(gè)系統(tǒng)，輸入系統(tǒng)的能量減去輸出系統(tǒng)的能量，等于系統(tǒng)儲(chǔ)存能量的增加。三、熱力學(xué)能、封閉系的第一定律表達(dá)式四、焓、開(kāi)口系的第一定律表達(dá)式1穩(wěn)定流動(dòng) 穩(wěn)定流動(dòng)是流動(dòng)過(guò)程的一種特殊情況，它滿足以下條件：流入和流出系統(tǒng)的質(zhì)量流量不隨時(shí)間變化；系統(tǒng)任何一點(diǎn)的參數(shù)和流速不隨時(shí)間變化；系統(tǒng)內(nèi)的儲(chǔ)存能不隨時(shí)間變化；單位時(shí)間內(nèi)加入系統(tǒng)的熱量和系統(tǒng)對(duì)外所做的功也不隨時(shí)間改變。很多實(shí)際的流動(dòng)過(guò)程可以作為穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程處。 2穩(wěn)定流動(dòng)能量方程H焓，h質(zhì)量焓或比焓第三節(jié) 熱力學(xué)第二定律 一、

5、熵、自然過(guò)程的方向性 熱力學(xué)第一定律，能量之間可以相互轉(zhuǎn)換，以及轉(zhuǎn)換過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系，而沒(méi)有指明此種能量與他種能量相互轉(zhuǎn)化的差異。 狀態(tài)參數(shù)熵結(jié)出了自然過(guò)程方向性的定量描述。 熵就是在可逆的條件下，傳入系統(tǒng)的微元熱量dQ與熱源溫度T的比值。理論證明了熵確實(shí)是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)，單位質(zhì)量熵符號(hào)s)的單位是kJ(kgK)。 二、熱力學(xué)第二定律、熵增原理說(shuō)法一：熱不可能自發(fā)地、不付代價(jià)地從低溫物體傳向高溫物體。說(shuō)法二：只冷卻一個(gè)熱源而連續(xù)做功的循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是造不或功的。卡諾循環(huán)的熱效率式可得出：(1)循環(huán)熱效率決定于高溫恒溫?zé)嵩磁c低溫恒溫?zé)嵩吹臏囟萒1和T2；提高 ，提高T1，降低T2 。(2)循環(huán)熱效率永遠(yuǎn)小于100；(3)當(dāng)T1T2時(shí)，o。在沒(méi)有溫差存在的體系中，熱能不可能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功。2卡諾定理 卡諾循環(huán)是一種理想循環(huán)，實(shí)際上定溫吸熱或放熱和可逆膨脹或壓縮都是不可能的。 主要結(jié)論如下： (1)在兩個(gè)不同濕度的恒溫?zé)嵩?/p>