热工课件第二章 热能转换的基本概念和基本定律

热工基础与应用主讲:肖明伟海南大学汽车工程系

第二章热能转换的基本概念和基本定律

1、热能转换的基本概念 2、热力学第一定律 3、热力学第二定律

第二章热能转换的基本概念和基本定律

第一节热能转换的基本概念一、热力系、状态及状态参数二、热力过程、功及热量三、热力循环制作：肖明伟

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一、热力系、状态及状态参数

(一)热力系与工质

热力系统：在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究的对象，称之为热力系统，简称系统。热力系统系统以外的物体称为外界或环境。外界环境系统与外界之间的分界面称为边界。边界

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系统 (1)闭口系统：与外界无物质交换的系统。系统的质量始终保持恒定，也称为控制质量系统。

物外质界

闭口系统边界外界

(2)开口系统：与外界有物质交换的系统。系统的容积始终保持不变，也称为控制容积系统。肖明伟 xiaomw1101@http://www.77cn.com.cn

系统

能外量界

进口

(3)绝热系统：与外界没有热量交换的系统。 (4)孤立系统：与外界既无能量(功、热量)交换又无物质交换的系统。出口

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热力系统分类以系统与外界关系划分：有是否传质是否传热是否传功是否传热、功、质开口系非绝热系非绝功系非孤立系无闭口系绝热系绝功系孤立系

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物质热

闭口热力系

功

物质

开口热力系

功热

功物质

绝热热力系

物质

孤立热力系

界面的特性:可以是真实的，也可以是虚拟的；可以是固定的，也可以是运动的。

热力系的其他分类：多元系--单元系多相系--单相系均匀系--非均匀系

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工质：实现能量之间相互转换的媒介物质。例如：空气、燃气、水蒸气等。理想气体闭口系统边界外界肖明伟 xiaomw1101@http://www.77cn.com.cn

工质

实际气体蒸气

一、热力系、状态及状态参数

(二)热力状态

(1)热力状态：系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状况称为系统的热力状态，简称状态。 (2)平衡状态：没有外界影响的条件下，系统内部各处的

宏观性质均匀一致、不随时间而变化的状态称为平衡状态。系统内部不存在热量传递，即各处的温度均匀一致的状态称为热平衡状态。肖明伟 xiaomw1101@http://www.77cn.com.cn

一、热力系、状态及状态参数

(三)状态参数和基本状态参数

1、状态参数描述系统状态的宏观物理量称为热力状态参数。状态参数系统由工质组成，因此热力状态参数也就是工质的状态参数。

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按与所含工质的

量有关否

广延量参数：有关，如 H、 U、 S等，具有可加性强度量参数：无关，如 p、 T、 v、 u、 h等

单位质量的广延量参数具有强度量参数的性质，称为比参数，用相应的小写字母表示。按是否直接或易测

{

基本状态参数：可以直接或易测的状态参数。如p、v和T。

非基本状态参数：不能直接或易测的状态参数。如H、s、u等肖明伟 xiaomw1101@http://www.77cn.com.cn

状态参数仅与状态有关，任一状态参数的变化量均等于初终态下状态参数的差值，与所经历的路径无关。数学特征：

∫ dz= z1

2

2

z1

∫ dz= 0

系统经历一系列状态变化又回到初态时，其状态参数的变化为零。

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