工程熱力學(xué)概念

緒論工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)分兩部分,熱力學(xué)與傳熱學(xué),這兩部分都是與熱有關(guān)的學(xué)科.我們先講熱力學(xué)，第二部分再講傳熱學(xué).熱力學(xué)中熱指的是熱能,力在我們工程熱力學(xué)中主要指的是用它來做功,也就是機(jī)械能，簡單地理解工程熱力學(xué)主要研究的是熱能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化。也就是說由熱產(chǎn)生力，進(jìn)而對(duì)物體做功的過程，所以熱力學(xué)主要研究的是熱能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化。精品文檔放心下載舉個(gè)例子：比如汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）,它是利用燃料(汽油)在汽缸中燃燒，燃燒后得到高溫高壓的煙氣，煙氣此時(shí)溫度高，壓力高，具有熱能，那么高壓的燃?xì)鈺?huì)推動(dòng)氣缸的活塞做水平往復(fù)運(yùn)動(dòng),活塞又通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)把水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成圓周運(yùn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng),這就是一個(gè)熱力學(xué)的例子。精品文檔放心下載工程熱力學(xué)的研究重點(diǎn)是熱能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律，那么下面我們來詳細(xì)的看一下工程熱力學(xué)的研究內(nèi)容:精品文檔放心下載①研究熱力學(xué)中的一些基本概念和基本定律.基本概念像熱力學(xué)系統(tǒng)、熱力學(xué)狀態(tài)、平衡過程、可逆過程等。基本定律有熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，第一定律和第二定律是工程熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)，其中熱力學(xué)第一定律主要研究熱能與機(jī)械能之間轉(zhuǎn)化時(shí)的數(shù)量關(guān)系，熱力學(xué)第二定律主要研究熱能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換時(shí)的方向、條件、限度問題。精品文檔放心下載②研究工質(zhì)的性質(zhì)。我們熱能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化需要依靠一定的工作物質(zhì)才能實(shí)現(xiàn)，因此，我們要研究熱能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化,我們首先要研實(shí)現(xiàn)這一工作的工質(zhì)的性質(zhì)。精品文檔放心下載③研究工質(zhì)參與下,遵循熱力學(xué)第一定律和第二定律在熱力設(shè)備中進(jìn)行的實(shí)際熱力過程.精品文檔放心下載第一章基本概念在我們研究工程熱力學(xué)的過程中會(huì)用到許多術(shù)語,如工質(zhì)、熱力學(xué)系統(tǒng)、熱力學(xué)狀態(tài)、平衡狀態(tài)、狀態(tài)參數(shù)等。因此，要學(xué)好工程熱力學(xué)我們首先要知道這些術(shù)語指的是什么.謝謝閱讀我們先來看第一個(gè)概念:工質(zhì)一、工質(zhì)我們前面講了，工程熱力學(xué)是研究熱能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化,那么工質(zhì)就是用來實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)化的工作物質(zhì)。謝謝閱讀工質(zhì)大多數(shù)情況下只是在能量轉(zhuǎn)化的過程中起媒介的作用，而不會(huì)直接參與能量的轉(zhuǎn)化。像我們化學(xué)中學(xué)到的催化劑一樣，工質(zhì)這一物質(zhì)本身并不發(fā)生化學(xué)性質(zhì)的變化,發(fā)生變化的是工質(zhì)的熱力學(xué)狀態(tài)（物理性質(zhì)),像工質(zhì)的溫度、壓力、體積等.也就是說工質(zhì)在能量轉(zhuǎn)化過程中起媒介的作用。感謝閱讀舉個(gè)例子:就是前面我們舉的汽車發(fā)動(dòng)機(jī).這里面的工質(zhì)是汽油燃燒后所產(chǎn)生的煙氣，最初，煙氣的溫度很高，壓力很高，它所具有的是熱能，煙氣在高溫高壓下會(huì)膨脹,對(duì)外做功,把它所具有的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,并傳遞給汽車,煙氣膨脹后，溫度和壓力都會(huì)降低,在這個(gè)能量轉(zhuǎn)化過程中，工質(zhì)煙氣的化學(xué)性質(zhì)并沒有發(fā)生變化，工質(zhì)還是工質(zhì)，發(fā)生變化的僅僅是工質(zhì)所呈現(xiàn)出來的狀態(tài)，最初是高溫高壓,膨脹之后變?yōu)榈蜏氐蛪骸８兄x閱讀鍋爐中的蒸汽動(dòng)力循環(huán)裝置在這個(gè)裝置中，工質(zhì)是水蒸氣，水進(jìn)入鍋爐中，通過鍋爐加熱后，變成水蒸精品文檔放心下載氣，水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)的葉輪旋轉(zhuǎn)做功,做功后變成液體水,水再送回鍋爐中加熱循環(huán)使用。這個(gè)裝置中就是通過工質(zhì)——水的狀態(tài)的不斷變化將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的,工質(zhì)水本身并沒有發(fā)生變化，水還是水,不管是以液體狀態(tài)存在還是以蒸汽狀態(tài)存在,發(fā)生變化的是水的物理狀態(tài)，像水的溫度、壓力等。精品文檔放心下載綜上：工質(zhì)是實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)化的工作物質(zhì),是媒介物質(zhì)。謝謝閱讀二、熱力學(xué)系統(tǒng)1。熱力學(xué)系統(tǒng)的概念簡單的說，熱力學(xué)系統(tǒng)是認(rèn)為地劃分出來作為熱力學(xué)研究對(duì)象的系統(tǒng)，也就感謝閱讀是我們的研究對(duì)象,簡稱熱力系.熱力系可以是一種真實(shí)的物質(zhì)，如泵中被壓縮的水，也可以是一個(gè)真實(shí)的設(shè)感謝閱讀備，如鍋爐，也可以是一種抽象出來的或假象的熱力學(xué)模型.謝謝閱讀2.邊界與外界熱力學(xué)系統(tǒng)是人們?cè)谶M(jìn)行熱力分析時(shí)，為方便起見,把研究對(duì)象從周圍物體謝謝閱讀中分離出來的。那么系統(tǒng)周圍的物體稱為外界，熱力系統(tǒng)與外界的分界面叫做邊界.謝謝閱讀外界可以是自然環(huán)境，也可以是另一個(gè)熱力系統(tǒng)。自然環(huán)境是一類特殊的外精品文檔放心下載界，它所經(jīng)歷的過程是可逆的，而且本身的性質(zhì)不變.邊界可以是真實(shí)的,也可以是假想的，可以是固定不變的,也可以是運(yùn)動(dòng)可變精品文檔放心下載的。比如：若取前面我們講的汽輪機(jī)中的工質(zhì)—-水蒸氣作為熱力學(xué)系統(tǒng)時(shí)，汽輪機(jī)的汽缸外壁是一個(gè)實(shí)際的邊界,而水蒸氣的進(jìn)口和出口則是一個(gè)假想的虛擬的邊界.感謝閱讀再舉一個(gè)例子：活塞式壓縮機(jī)的汽缸活塞系統(tǒng),當(dāng)我們?nèi)∑字械墓べ|(zhì)為熱力系時(shí)，則邊界的一部分——汽缸壁面是固定的,邊界的另一部分-—活塞頂就是運(yùn)動(dòng)的。精品文檔放心下載（a）汽輪機(jī) （b）活塞式壓縮機(jī)汽缸3。熱力學(xué)系統(tǒng)的分類通常情況下，“熱力學(xué)系統(tǒng)”與“外界”之間會(huì)處于相互作用之中，他們通謝謝閱讀過“邊界”相互交換能量或物質(zhì).我們根據(jù)兩者之間相互作用的不同，把熱力學(xué)感謝閱讀系統(tǒng)分為幾種：（1)閉口系統(tǒng)熱力系（即研究對(duì)象）與外界無質(zhì)量交換時(shí)，此系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng)。閉口系精品文檔放心下載統(tǒng)內(nèi)的質(zhì)量是保持恒定不變的，因此又叫做控制質(zhì)量。如前圖(b)所示的汽缸，感謝閱讀熱力學(xué)系統(tǒng)只通過汽缸壁和活塞桿與外界發(fā)生熱和功的交換，汽缸中工質(zhì)的質(zhì)量精品文檔放心下載在能量轉(zhuǎn)化過程中是保持不變的.此系統(tǒng)為閉口系統(tǒng)。(2)開口系統(tǒng)熱力系通過邊界與外界之間既有能量交換又有物質(zhì)交換，則該熱力系稱為開精品文檔放心下載口系統(tǒng).如前圖（a）所示的汽輪機(jī)。(3)絕熱系統(tǒng)熱力系與外界之間沒有能量交換(可以有質(zhì)量交換，也可以有其他形式的能量精品文檔放心下載交換）.(4)孤立系統(tǒng)熱力系與外界之間既無能量交換也無質(zhì)量交換。由于自然界中物體和物體之間是相互聯(lián)系、相互作用的，而且也不存在絕對(duì)感謝閱讀的絕熱物質(zhì),因此，絕對(duì)的孤立系統(tǒng)和絕熱系統(tǒng)是不存在的。只有系統(tǒng)與外界之感謝閱讀間的熱量和質(zhì)量交換無限微弱或影響可忽略不計(jì)時(shí),可簡化處理，將熱力系視為精品文檔放心下載孤立系統(tǒng)或絕熱系統(tǒng).三、熱力學(xué)狀態(tài)1。熱力學(xué)狀態(tài)的概念工質(zhì)在熱力設(shè)備中,必須通過吸熱、膨脹、排熱等過程才能完成將熱能轉(zhuǎn)化為精品文檔放心下載機(jī)械能的工作,在這一轉(zhuǎn)化過程中，工質(zhì)的P、T、V等物理特性隨時(shí)都在發(fā)生變精品文檔放心下載化.我們把工質(zhì)在熱力變化過程中的某一瞬間所呈現(xiàn)的宏觀物理狀況成為工質(zhì)的謝謝閱讀熱力學(xué)狀態(tài)，簡稱狀態(tài).下面我們介紹一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)中比較特殊的一個(gè)狀態(tài).2。平衡狀態(tài)一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，如果在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)的狀態(tài)能夠始終保持不變,那么我們就說該系統(tǒng)處于熱力平衡狀態(tài),簡稱平衡狀態(tài)。感謝閱讀熱力平衡包含兩方面：熱的平衡和力的平衡。①熱的平衡當(dāng)熱力系內(nèi)部各點(diǎn)溫度均勻一致且等于外界溫度時(shí)，組成熱力系統(tǒng)的各部分之間以及熱力系統(tǒng)與環(huán)境之間沒有熱量的傳遞，那么系統(tǒng)就處于熱平衡狀態(tài).精品文檔放心下載②力的平衡當(dāng)熱力系各部分之間沒有相對(duì)位移（即內(nèi)部無不平衡力，且作用在邊界上的力和外力達(dá)到平衡)，則該熱力系處于力的平衡狀態(tài)。精品文檔放心下載同時(shí)具備了熱的平衡和力的平衡的系統(tǒng)就處于熱力平衡狀態(tài)。謝謝閱讀平衡狀態(tài)的特點(diǎn):①處于熱力平衡狀態(tài)的系統(tǒng),只要不受外界影響,他的狀態(tài)就不會(huì)隨時(shí)間而改感謝閱讀變，即平衡狀態(tài)不會(huì)自發(fā)被破壞。②處于不平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，由于各部分之間的傳熱和位移，其狀態(tài)將隨時(shí)間而改變，隨著狀態(tài)的不斷變化，傳熱和位移也會(huì)逐漸減弱，直到完全停止，此時(shí)會(huì)達(dá)到另一個(gè)新的平衡狀態(tài)，所以我們說，處于不平衡狀態(tài)的系統(tǒng)在沒有外界影精品文檔放心下載響的情況下總會(huì)自發(fā)地趨于平衡狀態(tài)。我們一般只對(duì)平衡狀態(tài)進(jìn)行分析研究，不涉及時(shí)間因素。3.狀態(tài)參數(shù)即用來描述狀態(tài)的參數(shù)。工質(zhì)所處的狀態(tài)常用一些宏觀物理量來描述，這種用來描述工質(zhì)所處狀態(tài)的謝謝閱讀宏觀物理量稱為狀態(tài)參數(shù).狀態(tài)參數(shù)和熱力學(xué)狀態(tài)是一一對(duì)應(yīng)的，熱力學(xué)狀態(tài)一定，則狀態(tài)參數(shù)就確定謝謝閱讀了，工質(zhì)的熱力學(xué)狀態(tài)發(fā)生變化，那么狀態(tài)參數(shù)也會(huì)隨之發(fā)生變化。感謝閱讀狀態(tài)參數(shù)的屬性：①狀態(tài)參數(shù)只取決于狀態(tài)，而與如何到達(dá)這一狀態(tài)的途徑無關(guān)。謝謝閱讀如圖:經(jīng)過路徑①到達(dá)狀態(tài)2,與經(jīng)過路徑②到達(dá)狀態(tài)2，我們表示熱力學(xué)狀態(tài)感謝閱讀所用的狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值是一樣的。都是P2，v2壓力是一定的，比容也是一定的e。感謝閱讀這類似于我們高中時(shí)學(xué)過的重力做功，只取決于前后的高度差,而與途徑無關(guān)。舉個(gè)例子:第一天早上吃牛肉面，心情很好,第二天早上吃的包子,和昨天心情一樣好，那么這兩天早上的心情狀態(tài)時(shí)一樣的,那么用來表示這兩天心情的狀態(tài)參數(shù),比如心情指數(shù)等，也都是一樣的,與吃的包子還是吃的牛肉面無關(guān)，即與如何到達(dá)這一狀態(tài)的路徑無關(guān)。精品文檔放心下載4?；緺顟B(tài)參數(shù)研究熱力過程時(shí)，常用到的狀態(tài)參數(shù)有六個(gè)，壓力P，溫度T，體積V，熱力學(xué)能（內(nèi)能）U，焓H,熵S。感謝閱讀這六個(gè)狀態(tài)參數(shù)可以有兩種分類方法：①根據(jù)狀態(tài)參數(shù)與質(zhì)量的關(guān)系分為強(qiáng)度量和廣延量謝謝閱讀強(qiáng)度量:凡是與質(zhì)量無關(guān)的量稱為強(qiáng)度量，如P,T，1kg物體和2kg物體的溫度是一樣的，不隨質(zhì)量的不同而變化.強(qiáng)度量不具有加和性.精品文檔放心下載廣延量:凡是與質(zhì)量成比例的量成為廣延量,如V,U,H，S，1kg氣體的體積和2kg氣體的體積是不一樣的,體積是隨質(zhì)量是成比例關(guān)系增加的。廣延量具有加和性.感謝閱讀我們還有一種參數(shù),叫做比參數(shù),比參數(shù)是由廣延量除以質(zhì)量得到的，如謝謝閱讀V/m得到比體積，U/m得到比內(nèi)能，另外還有比焓、比熵等.即單位工質(zhì)的體積、內(nèi)能、焓、熵.比參數(shù)就屬于強(qiáng)度量了，不具有加和性.精品文檔放心下載通常我們將熱力系的廣延參數(shù)用大寫字母表示,其比參數(shù)用小寫字母表示。如V→v,U→u，H→h，S→s精品文檔放心下載②第二種分類方法，把六個(gè)狀態(tài)參數(shù)分為基本狀態(tài)參數(shù)和導(dǎo)出狀態(tài)參數(shù)基本狀態(tài)參數(shù):六個(gè)狀態(tài)參數(shù)中，P、T、V三個(gè)量可直接用儀器測量,稱精品文檔放心下載為基本狀態(tài)參數(shù).導(dǎo)出狀態(tài)參數(shù)：其余三個(gè)，U、H、S需利用前面三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)間接推導(dǎo)得出,稱為導(dǎo)出狀態(tài)參數(shù).謝謝閱讀下面我們先介紹三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)P、T、V，其他三個(gè)狀態(tài)參數(shù)以后再感謝閱讀介紹.四、基本狀態(tài)參數(shù)1.溫度溫度我們都很熟悉，是描述物體冷熱狀況的物理量,這是我們從宏觀上的謝謝閱讀說法,從微觀上看，溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。感謝閱讀兩個(gè)物體接觸時(shí)，通過接觸面上分子的碰撞，進(jìn)行動(dòng)能交換，這種微觀的動(dòng)能交換就是宏觀的熱量交換。感謝閱讀為了給溫度確定數(shù)值,需要建立溫標(biāo)，也就是說要確定這么熱的程度用多大數(shù)值表示，即建立溫度標(biāo)準(zhǔn)。謝謝閱讀國際上規(guī)定，將熱力學(xué)溫標(biāo)作為測量溫度的最基本溫標(biāo)，熱力學(xué)溫標(biāo)的溫度單位是開爾文，符號(hào)K（開）。熱力學(xué)溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：把純水的三相點(diǎn)溫度,即水的氣、液、固三相平衡共存時(shí)的溫度作為基準(zhǔn)點(diǎn),并規(guī)定為273.16K.熱力學(xué)溫標(biāo)所表示的溫度稱為絕對(duì)溫度，我們用符號(hào)T表示,除熱力學(xué)溫精品文檔放心下載標(biāo)外,在日常生活中我們常用的是攝氏溫標(biāo),攝氏溫標(biāo)的溫度單位是攝氏度,符號(hào)℃。攝氏溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)為零點(diǎn)，水的沸點(diǎn)為100,中間平均劃分為100等份而得出。感謝閱讀攝氏溫標(biāo)表示的溫度我們用t表示。攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系為：謝謝閱讀t=T—273。15, T=t+273。150℃→273。15K，100℃→373。15K水的冰點(diǎn)為0℃,水的三相點(diǎn)為273。16K,即0.01℃,即水的三相點(diǎn)比冰點(diǎn)謝謝閱讀0。01℃.從上面熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)的關(guān)系我們可以看出，兩者并沒有本質(zhì)上感謝閱讀的差別，僅僅是所選取的零點(diǎn)不同而已。像我們測量高度一樣,所選起點(diǎn)不一謝謝閱讀樣，測量的數(shù)值也不一樣。［知識(shí)］環(huán)境中所存在的物體,能夠達(dá)到的最低溫度只能是無限接近0K，精品文檔放心下載即—273。15℃，即任何物體的溫度都不會(huì)低于—273.15℃，也就是說自然界謝謝閱讀的物體都是絕對(duì)溫度高于0K的物體。2.壓力P熱力學(xué)中我們所講的壓力等同于高中物理中所學(xué)的壓強(qiáng)，即垂直作用于單位面積上的力，用符號(hào)P表示。對(duì)氣體來說，壓力是大量分子向容器壁撞擊的平均結(jié)果。感謝閱讀壓力的測量原理：壓力的測量采用壓力計(jì),利用力的平衡原理測取壓差值由于壓力計(jì)本身處在大氣壓力作用下，所以我們用壓力計(jì)所測得的壓力是工質(zhì)真實(shí)壓力與環(huán)境介質(zhì)壓力之差,叫做表壓或真空度。都是一個(gè)相對(duì)壓力。感謝閱讀當(dāng)氣體的真實(shí)壓力>大氣壓力時(shí)，我們稱為表壓，當(dāng)真實(shí)壓力〈大氣壓力時(shí),我們稱為真空度。精品文檔放心下載表壓:Pg;真空度:Pv；絕對(duì)壓力：P；大氣壓力：Pb表壓時(shí):Pg=P-pb精品文檔放心下載真空度時(shí)：Pv=Pb—P由于大氣壓力Pb是由地面上空氣柱的重量造成的，它會(huì)隨著各地的維度、高度和氣候條件而不同,因此，即使工質(zhì)的絕對(duì)壓力不變，由于地點(diǎn)不同,所測得的表壓力和真空度仍然會(huì)有所不同，所以為了在同一標(biāo)準(zhǔn)下比較兩工質(zhì)的壓力，我們要用絕對(duì)壓力來表示（基準(zhǔn)都是絕對(duì)真空）.感謝閱讀所以用壓力表測量時(shí)，必須同時(shí)測定當(dāng)?shù)氐拇髿鈮篜b，用氣壓計(jì)來測量。精品文檔放心下載若絕對(duì)壓力特別大,則我們可以把大氣壓力視為常數(shù)。通常情況下,我們能測量得到的是Pg或Pv，而我們?cè)谟?jì)算及應(yīng)用時(shí)，用精品文檔放心下載到的是真實(shí)壓力P,∴P=Pb+PgP=Pb-Pv3。比容與密度比容:單位質(zhì)量工質(zhì)所占的空間v=V/m（m3/kg）密度：單位體積工質(zhì)的質(zhì)量m/V（kg/m3）重度：單位體積工質(zhì)的重量G/V(N/m3）一、狀態(tài)方程經(jīng)驗(yàn)表明，表示系統(tǒng)所處狀態(tài)的這些狀態(tài)參數(shù)之間是相互聯(lián)系的，并不感謝閱讀是各自獨(dú)立的。當(dāng)一定量的氣體在固定容積的容器內(nèi)加熱時(shí),體積會(huì)保持不變，而溫度會(huì)感謝閱讀升高，壓力也會(huì)隨溫度的升高而增大，即氣體的體積保持不變時(shí),溫度與壓力精品文檔放心下載成正比關(guān)系。反之，如果保持壓力不變，容器是體積可變的容器，對(duì)氣體加熱，那么謝謝閱讀隨溫度的升高,體積也會(huì)變大，即氣體的壓力保持不變時(shí)，溫度與壓力成正比精品文檔放心下載關(guān)系.而如果體積和壓力都保持不變，則溫度也就只能有一個(gè)確定的數(shù)值,若想謝謝閱讀對(duì)其加熱，讓溫度升高,則體積和壓力也一定會(huì)變化,不會(huì)繼續(xù)保持不變的。感謝閱讀PVT三個(gè)參數(shù)之間是相互聯(lián)系的，并且他們之間的相互聯(lián)系還服從一定的關(guān)系式，狀態(tài)參數(shù)之間的這個(gè)關(guān)系式叫做狀態(tài)方程。精品文檔放心下載即：f(P,v,T）=0P=f（v,T）v=f（p，T）T=f（P，v)綜上，狀態(tài)方程就是用來描述處于平衡狀態(tài)的系統(tǒng),狀態(tài)參數(shù)之間相互關(guān)系的方程式。謝謝閱讀二、狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖根據(jù)狀態(tài)方程的講解，我們知道，對(duì)于簡單可壓縮的平衡系統(tǒng)，由兩個(gè)參數(shù)就可以確定系統(tǒng)的狀態(tài)，比如，P,v一定,則T就可知,P,T一定，則v也可以確定，并且系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)就一定.精品文檔放心下載那么我們知道，用兩個(gè)參數(shù)就可以確定系統(tǒng)的狀態(tài)，所以我們將兩個(gè)參數(shù)表在平面直角坐標(biāo)系中，用來描述系統(tǒng)所處的熱力學(xué)狀態(tài),并用來分析狀態(tài)到狀態(tài)之間的變化過程。精品文檔放心下載這種由熱力系狀態(tài)參數(shù)所組成的坐標(biāo)圖就是狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖.在我們熱力學(xué)中,長采用的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖有壓容圖（P—v）、溫熵圖（T—s）和焓熵圖（h-s）。謝謝閱讀注:只有平衡狀態(tài)才能用狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上的一點(diǎn)來表示。感謝閱讀三、熱力過程一個(gè)處于平衡狀態(tài)的熱力系，如果沒有外界影響，必將永遠(yuǎn)保持其平衡感謝閱讀狀態(tài)，這時(shí)熱力系具有確定的狀態(tài)參數(shù),若熱力系受到外界影響，與外界發(fā)生感謝閱讀了能量傳遞，如吸熱，就會(huì)使熱力系偏離平衡狀態(tài)而發(fā)生一系列變化，直至謝謝閱讀達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)，變化停止。這種由于熱力系與外界相互作用而引起的熱力系由一個(gè)平衡狀態(tài)經(jīng)過連感謝閱讀續(xù)的中間狀態(tài)變化到一個(gè)新的平衡狀態(tài)的全過程，稱為熱力過程。謝謝閱讀下面我們主要講幾個(gè)熱力過程中的特殊過程.1.平衡過程平衡過程指的是，在變化過程中，熱力系在任何時(shí)刻都處于力的平衡和熱的平衡,任何時(shí)刻系統(tǒng)內(nèi)部都處處均勻一致.即由無數(shù)個(gè)平衡狀態(tài)連在一起組成的變化過程，因此,可連成實(shí)線.感謝閱讀但平衡過程實(shí)際上是一個(gè)理想過程,現(xiàn)實(shí)當(dāng)中是不存在這樣的過程的。因?yàn)槲覀冎?，系統(tǒng)由一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)，這個(gè)過程得以實(shí)現(xiàn)的推動(dòng)力是“不平衡”，即只有系統(tǒng)內(nèi)部或系統(tǒng)與外界之間存在不平衡才會(huì)進(jìn)行熱力過程.若系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，沒有不平衡的存在，則系統(tǒng)的狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化，會(huì)一直待在原地不動(dòng)。感謝閱讀也就是說平衡過程是個(gè)理想過程，是認(rèn)為想象出來的，現(xiàn)實(shí)中不存在，所以我們又提出了一個(gè)“準(zhǔn)靜態(tài)過程"。謝謝閱讀2.準(zhǔn)靜態(tài)過程我們把熱力過程中一系列無限接近平衡狀態(tài)的狀態(tài)組合成的過程稱為準(zhǔn)感謝閱讀靜態(tài)過程.準(zhǔn)靜態(tài)過程中,每一個(gè)微小過程與原平衡狀態(tài)都只偏離無限小，并且在每謝謝閱讀次微小變化后及時(shí)地建立了新的平衡。準(zhǔn)靜態(tài)過程的特點(diǎn)：錯(cuò)誤!在過程中，熱力系內(nèi)部不斷存在力的平衡和熱的平衡，或平衡被破壞的程度無限小。感謝閱讀○2過程進(jìn)行的無限慢,有足夠的時(shí)間及時(shí)恢復(fù)平衡。我們把這個(gè)時(shí)間成為感謝閱讀弛豫時(shí)間。即弛豫時(shí)間短.錯(cuò)誤!在分析問題時(shí)，我們可以忽略其對(duì)平衡狀態(tài)的偏離，中間狀態(tài)仍以精品文檔放心下載平衡態(tài)確定，因此，準(zhǔn)靜態(tài)過程在坐標(biāo)圖上可以用連續(xù)的實(shí)線描述。感謝閱讀3.實(shí)際熱力過程-非平衡過程通常情況下，熱力系的吸熱或放熱是在溫差下進(jìn)行的,做機(jī)械功是在壓差精品文檔放心下載下進(jìn)行的,顯然，一切實(shí)際的熱力過程都是熱力系與外界之間的不平衡勢(shì)差感謝閱讀（溫差、壓差)作用的結(jié)果.不平衡過程的中間狀態(tài)的狀態(tài)參數(shù)并不確定，不是平衡狀態(tài)，不能在坐精品文檔放心下載標(biāo)圖上用實(shí)點(diǎn)表示，因此,不平衡的過程也無法用一連續(xù)實(shí)線來表示。但為了謝謝閱讀方便說明問題，我們可以用一虛線來表示。4?？赡孢^程與不可逆過程可逆過程指當(dāng)完成了某一過程后，如果能使工質(zhì)沿相同的路徑逆行而恢復(fù)到原來的狀態(tài),并使相互作用中所涉及的外界也恢復(fù)到原來狀態(tài)，而不留下任何改變，則這一過程就叫做可逆過程,不滿足這些條件的過程為不可逆過程。謝謝閱讀即可逆過程主要有兩個(gè)特點(diǎn)：錯(cuò)誤!能沿原路返回錯(cuò)誤!系統(tǒng)和外界都恢復(fù)初態(tài)，不留下任何變化要使過程滿足這兩個(gè)特點(diǎn)，則過程在進(jìn)行時(shí)需滿足兩個(gè)條件:謝謝閱讀錯(cuò)誤!過程是（準(zhǔn))平衡過程○2過程中無摩擦，即無任何耗散效應(yīng)可逆過程的基本特征是:過程進(jìn)行的結(jié)果不給熱力系及外界留下任何影謝謝閱讀響。5.可逆過程、平衡過程、準(zhǔn)靜態(tài)過程的聯(lián)系與區(qū)別平衡過程和可逆過程兩個(gè)概念并無實(shí)質(zhì)上的區(qū)別，在熱力學(xué)范圍內(nèi)兩者是等謝謝閱讀效的。而準(zhǔn)靜態(tài)過程和可逆過程:共同點(diǎn)：錯(cuò)誤!都滿足平衡條件,過程中無推動(dòng)力（即無壓差和溫差)精品文檔放心下載錯(cuò)誤!都可以在狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上表示不同點(diǎn)：錯(cuò)誤!準(zhǔn)平衡過程只要求熱力系內(nèi)部維持平衡,無內(nèi)摩擦錯(cuò)誤!可逆過程還必須無外部摩擦,否則熱力系將產(chǎn)生能量耗散,致使過程不能感謝閱讀無條件地逆向復(fù)原。所以，可逆過程必然是一個(gè)無能量耗散的準(zhǔn)平衡過程，顯然，可逆過程是一感謝閱讀個(gè)完美的理想過程，現(xiàn)實(shí)中是不可能進(jìn)行的,但可逆過程仍然具有十分重要的實(shí)精品文檔放心下載際意義，作為研究實(shí)際過程的基礎(chǔ).理想氣體與實(shí)際氣體我們工程熱力徐研究的主要內(nèi)容是如何把工質(zhì)的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌虮晃覀兝x謝閱讀用的機(jī)械能.熱能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化需要通過工質(zhì)的膨脹或壓縮過程實(shí)現(xiàn)，因此我們所精品文檔放心下載采用的工作物質(zhì)—工質(zhì)，應(yīng)具有顯著的漲縮能力,即其體積隨溫度、壓力能有較謝謝閱讀大的變化。物質(zhì)的三態(tài)：氣、液、固中只有氣態(tài)具有這一特性。因而實(shí)現(xiàn)熱能和謝謝閱讀機(jī)械能轉(zhuǎn)化的這些工質(zhì)一般都采用氣態(tài)物質(zhì)。一、理想氣體的概念理想氣體是一種實(shí)際上并不存在的假想氣體，理想氣體有兩點(diǎn)假設(shè):謝謝閱讀○，1分子是些彈性的,不具體積的質(zhì)點(diǎn)錯(cuò)誤!分子間沒有相互作用力在這兩點(diǎn)假設(shè)條件下，氣體分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律極大地簡化了，分子之間的碰撞為直線運(yùn)動(dòng)，且為彈性碰撞，無動(dòng)能損失。感謝閱讀我們都知道,若組成系統(tǒng)的氣體的壓力和密度較小,那么系統(tǒng)內(nèi)分子間的平均距離就會(huì)增大，當(dāng)氣體的壓力和密度降低到一定程度時(shí)，即平均距離大到一定程度時(shí)，氣體分子本身所占的體積就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于分子所活動(dòng)的空間,分子間平均距離遠(yuǎn)到分子間作用力極其微弱的狀態(tài)時(shí)，就很接近理想氣體.感謝閱讀因此理想氣體是氣體壓力趨近于零，比容趨近于無窮大時(shí)的極限狀態(tài)。自然界中完全符合理想氣體假設(shè)條件的氣體是不存在的。但在我們工程中常感謝閱讀用到的氧氣、氮?dú)?、氫氣、CO等，以及混合氣體、燃?xì)鉄煔獾裙べ|(zhì)，在通常使用的溫度、壓力下都可以作為理想氣體進(jìn)行處理，簡化計(jì)算,誤差一般都在工程計(jì)算允許的精度范圍之內(nèi).謝謝閱讀但對(duì)于那些離液態(tài)不遠(yuǎn)的氣態(tài)物質(zhì)，如蒸汽動(dòng)力裝置中采用的工質(zhì)水蒸汽，制冷裝置的氟利昂蒸汽，氨蒸汽等,它們更接近液態(tài),與理想氣體性質(zhì)差別較大，分子本身的體積以及分子與分子之間的作用力都不可忽略，因此它們不能當(dāng)做理想氣體處理，這些工質(zhì)我們稱為實(shí)際氣體。謝謝閱讀我們這門課主要研究理想氣體.二、理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程是用來揭示平衡狀態(tài)下氣體的壓力、溫度、比容之間相互感謝閱讀關(guān)系的方程式，它有幾種表達(dá)方式，幾種表達(dá)方式之間是等價(jià)的.精品文檔放心下載即對(duì)于一定的系統(tǒng),只要沒有物質(zhì)交換，不管工質(zhì)的狀態(tài)怎么變，他的Pv乘積與T的比值始終是一個(gè)常數(shù)。感謝閱讀或表示成其中R稱為氣體常數(shù)，它是一個(gè)只與氣體種類有關(guān)，而與氣體所處狀態(tài)無關(guān)的物理量，即只要?dú)怏w一定了，不管狀態(tài)怎么變，PVT取何值,R都是一定的，是常數(shù)。精品文檔放心下載狀態(tài)方程有很多不同的表達(dá)形式，最基本的就是我們前面講的兩種，在后面我們還會(huì)詳細(xì)介紹其他形式的狀態(tài)方程.感謝閱讀下面我們先講一下幾個(gè)概念。三、物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、摩爾容積1.物質(zhì)的量物質(zhì)的量與我們比較熟悉的“質(zhì)量”是一樣的,都表示物質(zhì)的多少,物質(zhì)的量精品文檔放心下載的單位是mol。1mol指的是物質(zhì)中所包含的的基本單元數(shù)與0。012kg碳12的原子數(shù)相同感謝閱讀時(shí)，這些物質(zhì)的量就是1mol。0。012kg碳12所包含的的原子數(shù)為6。0225×1023個(gè).謝謝閱讀基本