2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的過程

熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的過程2一、熱能動力裝置(Thermalpowerplant)

定義：從燃料燃燒中獲得熱能并利用熱能得到動力的整套設(shè)備。分類共同本質(zhì)：由媒介物通過吸熱—膨脹作功—排熱

氣體動力裝置(combustiongaspowerplant)

內(nèi)燃機(jī)(internalcombustiongasengine)

燃?xì)廨啓C(jī)裝置(gasturbinepowerplant)

噴氣發(fā)動機(jī)(jetpowerplant)……

蒸氣動力裝置

(steampowerplant)熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的過程3二、工質(zhì)(workingsubstance;workingmedium)定義：實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的媒介物質(zhì)。對工質(zhì)的要求:物質(zhì)三態(tài)中氣態(tài)最適宜。

1）膨脹性

2）流動性

3）熱容量

4）穩(wěn)定性，安全性

5）對環(huán)境友善

6）價(jià)廉，易大量獲取4三、熱源(heatsource;heatreservoir)

定義：工質(zhì)從中吸取或向之排出熱能的物質(zhì)系統(tǒng)。?高溫?zé)嵩础獰嵩?/p>

（

heatsource）低溫?zé)嵩础湓矗╤eatsink）?恒溫?zé)嵩?constantheatreservoir)

變溫?zé)嵩?1-2熱力系統(tǒng)（熱力系、系統(tǒng)、體系）外界和邊界?

系統(tǒng)(thermodynamicsystem,system)

人為分割出來，作為熱力學(xué)研究對象的有限物質(zhì)系統(tǒng)。?

外界(surrounding)：與體系發(fā)生質(zhì)、能交換的物系。?

邊界(boundary)：系統(tǒng)與外界的分界面（線）。一、定義6二、系統(tǒng)及邊界示例?汽車發(fā)動機(jī)7?汽缸-活塞裝置（閉口系例）8?移動和虛構(gòu)邊界91）系統(tǒng)與外界的人為性

2）外界與環(huán)境介質(zhì)

3）邊界可以是：

a）剛性的或可變形的或有彈性的

b）固定的或可移動的

c）實(shí)際的或虛擬的注意：10三、熱力系分類

按組元數(shù)

單元系(onecomponentsystem;puresubstancesystem)

多元系(multicomponentsystem)按相數(shù)單相系(homogeneoussystem)

復(fù)相系(heterogeneoussystem)注意：1）不計(jì)恒外力場影響；

2）復(fù)相系未必不均勻—濕蒸汽；單元系未必均勻—?dú)庖浩胶夥蛛x狀態(tài)。

1.按組元和相11

閉口系（closedsystem）

（控制質(zhì)量CM）

—沒有質(zhì)量越過邊界

開口系（opensystem）

（控制體積CV）

—通過邊界與外界有質(zhì)量交換2.按系統(tǒng)與外界質(zhì)量交換12

1）閉口系與系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量不變的區(qū)別；

2）開口系與絕熱系的關(guān)系；

3）孤立系與絕熱系的關(guān)系。注意：4.簡單可壓縮系（simplecompressiblesystem）

—由可壓縮物質(zhì)組成，無化學(xué)反應(yīng)、與外界有交換容積變化功的有限物質(zhì)系統(tǒng)。絕熱系（adiabaticsystem）—

與外界無熱量交換;

孤立系（isolatedsystem）—

與外界無任何形式的質(zhì)能交換。3.按能量交換13四、熱力系示例1．剛性絕熱氣缸-活塞系統(tǒng)，B側(cè)設(shè)有電熱絲

紅線內(nèi)——閉口絕熱系黃線內(nèi)不包含電熱絲——閉口系黃線內(nèi)包含電熱絲——閉口絕熱系蘭線內(nèi)——孤立系14閉口系2．剛