清華大學(xué)工程熱力學(xué)課件-第2章1

作業(yè)2-152-16溫馨提示1.答疑時間：周六晚？2.望大家保管好“水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖表(包含5個附圖)”及實驗說明復(fù)印頁，以給他人提供方便。如有丟失，請按價賠償。作業(yè)2-15溫馨提示幾種功的關(guān)系wwt△(pv)△c2/2wsg△z做功的源泉(簡單可壓縮系)ws幾種功的關(guān)系wwt△(pv)△c2/2wsg△z做功的源泉w對功的小結(jié)2、開口系，系統(tǒng)與外界交換的功為

軸功ws一般情況下忽略動、位能的變化1、閉口系，系統(tǒng)與外界交換的功為容積變化功wwt

=ws對功的小結(jié)2、開口系，系統(tǒng)與外界交換的功為一般情況下忽略動、簡單可壓系準(zhǔn)靜態(tài)時技術(shù)功準(zhǔn)靜態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)熱一律解析式之一熱一律解析式之二簡單可壓系準(zhǔn)靜態(tài)時技術(shù)功準(zhǔn)靜態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)熱一律解析式之一熱一準(zhǔn)靜態(tài)下的技術(shù)功在示功圖上的表示技術(shù)功為膨脹功與推進功差值的代數(shù)和dp<0，壓力降低，wt>0，對外作功準(zhǔn)靜態(tài)下的技術(shù)功在示功圖上的表示技術(shù)功為膨脹功與推進功差值的§2-6穩(wěn)定流動能量方程應(yīng)用舉例熱力學(xué)問題經(jīng)?？珊雎詣?、位能變化例：c1=1

m/sc2=30

m/s

(c22-c12)/

2=0.449

kJ/kgz1=0mz2=30mg(z2-z1)=0.3kJ/kg1bar下,0oC水的

h1=84kJ/kg100oC水蒸氣的

h2=2676kJ/kg§2-6穩(wěn)定流動能量方程應(yīng)用舉例熱力學(xué)問題經(jīng)?？珊雎詣觿恿C械能量方程1)體積不大2)流速差不大3)時間短、保溫層q

0ws

=-△h

=

h1-

h2>0輸出的軸功是靠焓降轉(zhuǎn)變的動力機械能量方程1)體積不大2)流速差不大3)時間短壓縮機械能量方程1)體積不大2)流速差不大3)保溫層q

0ws

=-△h

=

h1-

h2<0輸入的軸功轉(zhuǎn)變?yōu)殪噬龎嚎s機械能量方程1)體積不大2)流速差不大3)保溫層換熱設(shè)備能量方程熱流體放熱量：沒有作功部件熱流體冷流體h1h2h1’h2’冷流體吸熱量：焓變換熱設(shè)備能量方程熱流體放熱量：沒有作功部件熱流體冷流體h1絕熱節(jié)流能量方程絕熱節(jié)流是等焓過程？h1h2沒有作功部件絕熱絕熱節(jié)流過程，前后h不變，并非處處h相等！絕熱節(jié)流能量方程絕熱節(jié)流是等焓過程？h1h2沒有作功部件噴管和擴壓管能量方程噴管目的：降低壓力，提高速度擴壓管目的：動能與焓變相互轉(zhuǎn)換降低速度，升高壓力動能參與轉(zhuǎn)換，不能忽略噴管和擴壓管能量方程噴管目的：降低壓力，提高速度擴壓管目的第二章小結(jié)Summary1、熱一律的本質(zhì)：

能量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱過程中的應(yīng)用=進入系統(tǒng)的能量離開系統(tǒng)的能量系統(tǒng)能量的變化-第二章小結(jié)Summary1、熱一律的本質(zhì)：=進入系統(tǒng)的第二章小結(jié)(續(xù)1)通用式2、熱一律表達(dá)式：第二章小結(jié)(續(xù)1)通用式2、熱一律表達(dá)式：第二章小結(jié)(續(xù)2)穩(wěn)流：dEcv/=0通用式第二章小結(jié)(續(xù)2)穩(wěn)流：dEcv/=0通用第二章小結(jié)(續(xù)3)閉口系：通用式第二章小結(jié)(續(xù)3)閉口系：通用式第二章小結(jié)(續(xù)4)

通用式循環(huán)dEcv

=0out

=in第二章小結(jié)(續(xù)4)通用式循環(huán)dEcv=0ou第二章小結(jié)(續(xù)5)孤立系：

通用式第二章小結(jié)(續(xù)5)孤立系：通用第二章小結(jié)(續(xù)6)3、熱力學(xué)第一定律表達(dá)式和適用條件任意過程，任意工質(zhì)準(zhǔn)靜態(tài)過程，任意工質(zhì)穩(wěn)流過程，任意工質(zhì)或忽略動、位能變化第二章小結(jié)(續(xù)6)3、熱力學(xué)第一定律表達(dá)式和適用條件任第二章小結(jié)(續(xù)7)4、準(zhǔn)靜態(tài)下兩個熱力學(xué)微分關(guān)系式

適合于閉口系和穩(wěn)流開口系后續(xù)很多式子基于此兩式第二章小結(jié)(續(xù)7)4、準(zhǔn)靜態(tài)下兩個熱力學(xué)微分關(guān)系式第二章小結(jié)(續(xù)8)5、u與h

U,H

廣延參數(shù)u,

h

比參數(shù)

U

系統(tǒng)本身具有的內(nèi)部能量H

不是系統(tǒng)本身具有的能量，是開口系中隨工質(zhì)流動而攜帶的，取決于狀態(tài)參數(shù)的能量

第二章小結(jié)(續(xù)8)5、u與hU,第二章小結(jié)(續(xù)9)6、四種功的關(guān)系

準(zhǔn)靜態(tài)過程第二章小結(jié)(續(xù)9)6、四種功的關(guān)系準(zhǔn)靜態(tài)過第二章討論課Discussion判斷對誤

工質(zhì)膨脹是否一定對外作功？做功對象和做功部件定容過程是否一定不作功？開口系，技術(shù)功定溫過程是否一定不傳熱？相變過程（冰融化，水汽化）如水輪機第二章討論課Discussion判斷對誤工第二章討論課(續(xù)1)氣體被壓縮時一定消耗外功?熱力學(xué)功指有用功p0對外作功指有用功第二章討論課(續(xù)1)氣體被壓縮時一定消耗外功?熱力學(xué)第二章討論課(續(xù)2)氣體邊膨脹邊放熱可能的嗎？工質(zhì)吸熱，其溫度反而降低，這種情況不可能，對否？第二章討論課(續(xù)2)氣體邊膨脹邊放熱可能的嗎？工質(zhì)吸循環(huán)思考題4附圖第二章討論課(續(xù)3)循環(huán)思考題4附圖第二章討論課(續(xù)3)W

q

習(xí)題2-14Wq習(xí)題2-14充氣問題與取系統(tǒng)習(xí)題2-9

儲氣罐原有氣體m0,u0輸氣管狀態(tài)不變，h不變經(jīng)時間充氣后，關(guān)閥，儲氣罐中氣體為m求：儲氣罐中氣體內(nèi)能u’忽略動、位能變化，且管路、儲氣罐、閥門均絕熱m0

u0h充氣問題與取系統(tǒng)習(xí)題2-9儲氣罐原有氣體m四種可取系統(tǒng)1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)閉口系3）取將進入儲氣罐的氣體為系統(tǒng)m0

u0h閉口系4）取儲氣罐原有氣體為系統(tǒng)閉口系四種可取系統(tǒng)1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)1)取儲氣罐為系統(tǒng)(開口系)忽略動位能變化h絕熱無作功部件無離開氣體1)取儲氣罐為系統(tǒng)(開口系)忽略動位能變化h絕熱無作功部件無1)取儲氣罐為系統(tǒng)(開口系)(續(xù))經(jīng)時間充氣，積分概念hh是常數(shù)1)取儲氣罐為系統(tǒng)(開口系)(續(xù))經(jīng)時間充氣，積分概念h四種可取系統(tǒng)

2）1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)閉口系3）取將進入儲氣罐的氣體為系統(tǒng)m0

u0h閉口系4）取儲氣罐原有氣體為系統(tǒng)閉口系四種可取系統(tǒng)2）1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)(閉口系)hm0m-m0絕熱m-m02）取最終罐中氣體為系統(tǒng)(閉口系)hm0m-m0絕熱m-m0四種可取系統(tǒng)3)1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)閉口系3）取將進入儲氣罐的氣體為系統(tǒng)m0

u0h閉口系4）取儲氣罐原有氣體為系統(tǒng)閉口系四種可取系統(tǒng)3)1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為3)將進入儲氣罐的氣體為系統(tǒng)(閉口系)m0hm-m0m-m0

與m0有溫差傳熱Q1m-m0對m0作功W1??m-m03)將進入儲氣罐的氣體為系統(tǒng)(閉口系)m0hm-m0m-m四種可取系統(tǒng)4)1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)閉口系3）取將進入儲氣罐的氣體為系統(tǒng)m0

u0h閉口系4）取儲氣罐原有氣體為系統(tǒng)閉口系四種可取系統(tǒng)4)1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體4）取儲氣罐原有氣體為系統(tǒng)(閉口系)m0hm-m0m0與m-m0有溫差傳熱Q1’m0得m-m0作功的W1’??4）取儲氣罐原有氣體為系統(tǒng)(閉口系)m0hm-m0m0與m-4)取儲氣罐原有氣體為系統(tǒng)(閉口系)(續(xù))m0hm-m04)取儲氣罐原有氣體為系統(tǒng)(閉口系)(續(xù))m0hm-m0四種可取系統(tǒng)1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)閉口系3）取將進入儲氣罐的氣體為系統(tǒng)m0

u0h閉口系4）取儲氣罐原有氣體為系統(tǒng)閉口系√√四種可取系統(tǒng)1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)利用熱一律的文字表達(dá)式進－出＝內(nèi)能變化h內(nèi)能變化：取儲氣罐為系統(tǒng)(開口系)進：出：m0

u0利用熱一律的文字表達(dá)式進－出＝內(nèi)能變化h內(nèi)能變化：取總結(jié)1）系統(tǒng)不同，但結(jié)果相同，取得巧，易處理。開口系反映為質(zhì)量攜帶焓2）若m0＝0，m0

u0h閉口系反映為作功總結(jié)1）系統(tǒng)不同，但結(jié)果相同，開口系反映為質(zhì)量攜帶焓2）若m充氣的終溫（時）已知：理想氣體求：儲氣罐中氣體終溫m0=0h兩種算法t=15℃℃K?充氣的終溫（時）已知：理想氣體求：儲氣罐中氣體終溫充氣的終溫（時）(續(xù))看u與h的零點是否相同m0=0ht=15℃0℃0K理想氣體充氣的終溫（時）(續(xù))看u與h的零點是否相同m0=作業(yè)2-152-16溫馨提示1.答疑時間：周六晚？2.望大家保管好“水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖表(包含5個附圖)”及實驗說明復(fù)印頁，以給他人提供方便。如有丟失，請按價賠償。作業(yè)2-15溫馨提示幾種功的關(guān)系wwt△(pv)△c2/2wsg△z做功的源泉(簡單可壓縮系)ws幾種功的關(guān)系wwt△(pv)△c2/2wsg△z做功的源泉w對功的小結(jié)2、開口系，系統(tǒng)與外界交換的功為

軸功ws一般情況下忽略動、位能的變化1、閉口系，系統(tǒng)與外界交換的功為容積變化功wwt

=ws對功的小結(jié)2、開口系，系統(tǒng)與外界交換的功為一般情況下忽略動、簡單可壓系準(zhǔn)靜態(tài)時技術(shù)功準(zhǔn)靜態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)熱一律解析式之一熱一律解析式之二簡單可壓系準(zhǔn)靜態(tài)時技術(shù)功準(zhǔn)靜態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)熱一律解析式之一熱一準(zhǔn)靜態(tài)下的技術(shù)功在示功圖上的表示技術(shù)功為膨脹功與推進功差值的代數(shù)和dp<0，壓力降低，wt>0，對外作功準(zhǔn)靜態(tài)下的技術(shù)功在示功圖上的表示技術(shù)功為膨脹功與推進功差值的§2-6穩(wěn)定流動能量方程應(yīng)用舉例熱力學(xué)問題經(jīng)?？珊雎詣?、位能變化例：c1=1

m/sc2=30

m/s

(c22-c12)/

2=0.449

kJ/kgz1=0mz2=30mg(z2-z1)=0.3kJ/kg1bar下,0oC水的

h1=84kJ/kg100oC水蒸氣的

h2=2676kJ/kg§2-6穩(wěn)定流動能量方程應(yīng)用舉例熱力學(xué)問題經(jīng)?？珊雎詣觿恿C械能量方程1)體積不大2)流速差不大3)時間短、保溫層q

0ws

=-△h

=

h1-

h2>0輸出的軸功是靠焓降轉(zhuǎn)變的動力機械能量方程1)體積不大2)流速差不大3)時間短壓縮機械能量方程1)體積不大2)流速差不大3)保溫層q

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h1-

h2<0輸入的軸功轉(zhuǎn)變?yōu)殪噬龎嚎s機械能量方程1)體積不大2)流速差不大3)保溫層換熱設(shè)備能量方程熱流體放熱量：沒有作功部件熱流體冷流體h1h2h1’h2’冷流體吸熱量：焓變換熱設(shè)備能量方程熱流體放熱量：沒有作功部件熱流體冷流體h1絕熱節(jié)流能量方程絕熱節(jié)流是等焓過程？h1h2沒有作功部件絕熱絕熱節(jié)流過程，前后h不變，并非處處h相等！絕熱節(jié)流能量方程絕熱節(jié)流是等焓過程？h1h2沒有作功部件噴管和擴壓管能量方程噴管目的：降低壓力，提高速度擴壓管目的：動能與焓變相互轉(zhuǎn)換降低速度，升高壓力動能參與轉(zhuǎn)換，不能忽略噴管和擴壓管能量方程噴管目的：降低壓力，提高速度擴壓管目的第二章小結(jié)Summary1、熱一律的本質(zhì)：

能量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱過程中的應(yīng)用=進入系統(tǒng)的能量離開系統(tǒng)的能量系統(tǒng)能量的變化-第二章小結(jié)Summary1、熱一律的本質(zhì)：=進入系統(tǒng)的第二章小結(jié)(續(xù)1)通用式2、熱一律表達(dá)式：第二章小結(jié)(續(xù)1)通用式2、熱一律表達(dá)式：第二章小結(jié)(續(xù)2)穩(wěn)流：dEcv/=0通用式第二章小結(jié)(續(xù)2)穩(wěn)流：dEcv/=0通用第二章小結(jié)(續(xù)3)閉口系：通用式第二章小結(jié)(續(xù)3)閉口系：通用式第二章小結(jié)(續(xù)4)

通用式循環(huán)dEcv

=0out

=in第二章小結(jié)(續(xù)4)通用式循環(huán)dEcv=0ou第二章小結(jié)(續(xù)5)孤立系：

通用式第二章小結(jié)(續(xù)5)孤立系：通用第二章小結(jié)(續(xù)6)3、熱力學(xué)第一定律表達(dá)式和適用條件任意過程，任意工質(zhì)準(zhǔn)靜態(tài)過程，任意工質(zhì)穩(wěn)流過程，任意工質(zhì)或忽略動、位能變化第二章小結(jié)(續(xù)6)3、熱力學(xué)第一定律表達(dá)式和適用條件任第二章小結(jié)(續(xù)7)4、準(zhǔn)靜態(tài)下兩個熱力學(xué)微分關(guān)系式

適合于閉口系和穩(wěn)流開口系后續(xù)很多式子基于此兩式第二章小結(jié)(續(xù)7)4、準(zhǔn)靜態(tài)下兩個熱力學(xué)微分關(guān)系式第二章小結(jié)(續(xù)8)5、u與h

U,H

廣延參數(shù)u,

h

比參數(shù)

U

系統(tǒng)本身具有的內(nèi)部能量H

不是系統(tǒng)本身具有的能量，是開口系中隨工質(zhì)流動而攜帶的，取決于狀態(tài)參數(shù)的能量

第二章小結(jié)(續(xù)8)5、u與hU,第二章小結(jié)(續(xù)9)6、四種功的關(guān)系

準(zhǔn)靜態(tài)過程第二章小結(jié)(續(xù)9)6、四種功的關(guān)系準(zhǔn)靜態(tài)過第二章討論課Discussion判斷對誤

工質(zhì)膨脹是否一定對外作功？做功對象和做功部件定容過程是否一定不作功？開口系，技術(shù)功定溫過程是否一定不傳熱？相變過程（冰融化，水汽化）如水輪機第二章討論課Discussion判斷對誤工第二章討論課(續(xù)1)氣體被壓縮時一定消耗外功?熱力學(xué)功指有用功p0對外作功指有用功第二章討論課(續(xù)1)氣體被壓縮時一定消耗外功?熱力學(xué)第二章討論課(續(xù)2)氣體邊膨脹邊放熱可能的嗎？工質(zhì)吸熱，其溫度反而降低，這種情況不可能，對否？第二章討論課(續(xù)2)氣體邊膨脹邊放熱可能的嗎？工質(zhì)吸循環(huán)思考題4附圖第二章討論課(續(xù)3)循環(huán)思考題4附圖第二章討論課(續(xù)3)W

q

習(xí)題2-14Wq習(xí)題2-14充氣問題與取系統(tǒng)習(xí)題2-9

儲氣罐原有氣體m0,u0輸氣管狀態(tài)不變，h不變經(jīng)時間充氣后，關(guān)閥，儲氣罐中氣體為m求：儲氣罐中氣體內(nèi)能u’忽略動、位能變化，且管路、儲氣罐、閥門均絕熱m0

u0h充氣問題與取系統(tǒng)習(xí)題2-9儲氣罐原有氣體m四種可取系統(tǒng)1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)閉口系3）取將進入儲氣罐的氣體為系統(tǒng)m0

u0h閉口系4）取儲氣罐原有氣體為系統(tǒng)閉口系四種可取系統(tǒng)1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)1)取儲氣罐為系統(tǒng)(開口系)忽略動位能變化h絕熱無作功部件無離開氣體1)取儲氣罐為系統(tǒng)(開口系)忽略動位能變化h絕熱無作功部件無1)取儲氣罐為系統(tǒng)(開口系)(續(xù))經(jīng)時間充氣，積分概念hh是常數(shù)1)取儲氣罐為系統(tǒng)(開口系)(續(xù))經(jīng)時間充氣，積分概念h四種可取系統(tǒng)

2）1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)閉口系3）取將進入儲氣罐的氣體為系統(tǒng)m0

u0h閉口系4）取儲氣罐原有氣體為系統(tǒng)閉口系四種可取系統(tǒng)2）1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)(閉口系)hm0m-m0絕熱m-m02）取最終罐中氣體為系統(tǒng)(閉口系)hm0m-m0絕熱m-m0四種可取系統(tǒng)3)1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為系統(tǒng)閉口系3）取將進入儲氣罐的氣體為系統(tǒng)m0

u0h閉口系4）取儲氣罐原有氣體為系統(tǒng)閉口系四種可取系統(tǒng)3)1）取儲氣罐為系統(tǒng)開口系2）取最終罐中氣體為3)將進入儲氣罐的氣體為系統(tǒng)(閉口系)m0hm-m0m-m0

與m0有溫差傳熱Q1m-m0對m0作功W1