第〇章知識資料緒論

南京航空航天大學(xué)工程熱力學(xué)史波能源與動力學(xué)院

教材

《工程熱力學(xué)》，沈維道等編，第三版，高等教育出版社參考書

《工程熱力學(xué)》，曾丹齡等編，高等教育出版社

《工程熱力學(xué)》，朱明善等編，清華大學(xué)出版社《工程熱力學(xué)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題解答》，童鈞耕等編，高等教育出版社

成績評定平時作業(yè)、考勤、實驗占30％

期末考試占70％（閉卷）無故曠課3

次取消考試資格聯(lián)系方式明故宮校區(qū)能源與動力學(xué)院517室

Tel：13813907356025-84893990E-mail：BoShi@第〇章緒論0-1熱能及其利用0-2熱力學(xué)發(fā)展簡史0-3工程熱力學(xué)的研究內(nèi)容與方法工程熱力學(xué)是什么東西？工程熱力學(xué)能解決什么問題?如何學(xué)好工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)是重要的技術(shù)基礎(chǔ)課工程熱力學(xué)是一門研究熱能有效利用、熱能和其它形式能量轉(zhuǎn)換規(guī)律以及物質(zhì)熱力性質(zhì)的科學(xué)0-1熱能及其利用能量

能量是物質(zhì)運動的度量

能量是人類生存與社會進(jìn)步的動力

一切物質(zhì)都處于運動狀態(tài)。一切物質(zhì)都具有能量

能量的主要形式機械能熱能電能化學(xué)能核能輻射能：物體的動能和勢能：物質(zhì)分子的熱運動動能和位能之和；不涉及化學(xué)變化和原子核反應(yīng)的熱力學(xué)能；也稱內(nèi)熱能，以溫度為宏觀標(biāo)志：與電荷的運動與積蓄相關(guān)的能量：通過化學(xué)反應(yīng)釋放的能量：通過核反應(yīng)釋放的能量：物體以電磁波形式發(fā)射的能量能量

定義：能夠直接或間接提供能量的物質(zhì)資源

分類：按開發(fā)利用的情況常規(guī)能源：煤、石油、天然氣、水能等新能源：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、核能等按開發(fā)的步驟一次能源：煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽能等二次能源：電力、煤氣、汽油、沼氣、氫氣、酒精等能源其他分類….

能量的利用過程，實質(zhì)上是能量的傳遞與轉(zhuǎn)化過程氫、酒精等二次能源

燃料電池

電能機械能輻射能熱能風(fēng)能、水能、海洋能

機械

機械能直接利用發(fā)電機煤、石油、天然氣

熱能熱機直接利用核能核反應(yīng)太陽能光合作用生物質(zhì)能燃燒食物利用集熱器光電池90％燃燒能量的轉(zhuǎn)化與利用0-2熱力學(xué)發(fā)展簡史“冷”、“熱”的概念鉆木取火：最早的人為的熱-功轉(zhuǎn)換

最早的熱-功轉(zhuǎn)換機械（heroengine）ThomasSavery的蒸汽機(1650-1715)1698年Newcomen的蒸汽機AB(1664-1729)1710年瓦特的蒸汽機單獨冷凝室(1736-1819)1765年需要回答的重要問題如何提高熱能機械的效果？工程熱力學(xué)粉墨登場早期蒸汽機的熱效率只有1％

2％，現(xiàn)代燃?xì)廨啓C裝置的熱效率大約只有37％

42％，蒸汽電站的熱效率也只有40％左右。如何更有效地實現(xiàn)熱能和機械能之間的轉(zhuǎn)換，提高熱機的熱效率，是十分重要的課題！0-3工程熱力學(xué)的研究內(nèi)容和方法

熱力學(xué)：研究物質(zhì)的能量、能量的傳遞與轉(zhuǎn)換以及能量與物質(zhì)

之間普遍關(guān)系的學(xué)科

工程熱力學(xué)熱力學(xué)的一個分支，是熱力學(xué)理論在工程上的應(yīng)用主要研究熱能和機械能及其他形式的能量之間相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律研究內(nèi)容：工質(zhì)的熱力性質(zhì)、基本定律、能量轉(zhuǎn)換過程研究內(nèi)容ThermodynamicsHeatPower經(jīng)典熱力學(xué)（宏觀）視物質(zhì)為整體，用宏觀物理量描述；以基本定律等為基礎(chǔ)演繹和推理，抽出共性，得到結(jié)論統(tǒng)計熱力學(xué)（微觀-宏觀）從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，用量子力學(xué)、統(tǒng)計法則和概率法則分析物質(zhì)的熱力性質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化規(guī)律。熱力學(xué)的研究方法不考慮微觀結(jié)構(gòu)，不能說明熱現(xiàn)象的本質(zhì)及內(nèi)在原因彌補宏觀方法不足，但結(jié)論與實際不完全符合，手段很復(fù)雜

采用經(jīng)典熱力學(xué)的宏觀研究方法，有時利用分子運動論和統(tǒng)計熱力學(xué)基本觀點和研究成果

還普遍采用抽象、概括、理想化和簡化處理方法工程熱力學(xué)的研究方法工程熱力學(xué)涉及的領(lǐng)域燃燒系統(tǒng)(Combustionsystems)動力的產(chǎn)生——發(fā)動機，電廠等。（Powerproduction—engines,powerplants,etc.）驅(qū)動系統(tǒng)——航行器，火箭等。（Propulsionsystems—aircraft,rockets,etc.）可再生能源的利用——燃料電池，太陽能加熱系統(tǒng)，地?zé)嵯到y(tǒng)，風(fēng)能，海洋能（Alternativeenergysystems—fuelcells,solarheating,geothermal,windenergy,oceanthermal,etc.）工程熱力學(xué)涉及的領(lǐng)域流體壓縮和運動——風(fēng)機，泵，壓縮機等。（Fluidcompressionandmovement—fans,pumps,compressors,etc.)供熱通風(fēng)與空調(diào)工程——制冷系統(tǒng)，熱泵等。（HVAC—refrigerationsystems,heatpumps,etc.）低溫——氣體分離及液化。（Cryogenics—gasseparationandliquefaction）生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。（Biomedicalapplications）工程熱力學(xué)的學(xué)習(xí)方法公認(rèn)的較難掌握的專業(yè)課：概念抽象、內(nèi)容繁多、專業(yè)基礎(chǔ)知識缺乏?；靖拍钜宄?，每章后的思考題有助于理解。除基本理論概念外，要注意計算技能和重要公式的推導(dǎo)。明確各章節(jié)的作用和相互的聯(lián)系，解決什么問題，得出什么結(jié)論。熱力