第二章热力学第一定律 系统 Q外界W 图3-3闭∏系统的能量转换 Q=△U+W 适用于任何工质,可逆或不可逆的各种热力过程 该式表明:在闭口系统所经历的热力过程,吸收的热一部分用来增加系统的热力学能,储存于 系统内部,其余部分则以做功的方式传递给外界。 单位工质: q=△+ 可逆过程: q=Au+ p 返回
第二章 热力学第一定律 返回 Q = U +W 适用于任何工质，可逆或不可逆的各种热力过程。 该式表明：在闭口系统所经历的热力过程，吸收的热一部分用来增加系统的热力学能，储存于 系统内部，其余部分则以做功的方式传递给外界。 单位工质： q = u + w 可逆过程： = + 2 1 q u pdv
第二章热力学第一定律 、循环的热一定律解析式 对于循环过程,由于系统的初终状态为同一状态,不论是否可逆,热力学能的变化为零, 即 中dU=0 。所以 表明:闭口系统经历任何一个循环后,与外界交换的净热量等于与外界交换的净功量。 第四节推动功与焓 推动功与流动功 在工程实施的能量转换过程常常是复杂的,在伴随着系统与外界功和热交换的同时,常常有 物质穿过系统的边界而进出热力系统,而且进出的高度和速度不同。 推动功:开口系统与外界之间因为工质流动而传递的机械功。对于单位质量工质,推动功等于 ov。 如图中的流体要进入系统,外界要克服系统内具有一定压力的气体的阻力,向前移动(例如: 给车打气),我们可以想象为后面有一个活塞向前推这一小段流体,活塞作用在这一小段流体 上的力为F。当把它推入系统,F向前走了αx距离,外界对系统作了功,就称为推动功。 返回
第二章 热力学第一定律 返回 二、循环的热一定律解析式 对于循环过程，由于系统的初终状态为同一状态，不论是否可逆，热力学能的变化为零， 即 dU = 0 。所以: Q = W 表明:闭口系统经历任何一个循环后，与外界交换的净热量等于与外界交换的净功量。 第四节 推动功与焓 一、推动功与流动功 在工程实施的能量转换过程常常是复杂的，在伴随着系统与外界功和热交换的同时，常常有 物质穿过系统的边界而进出热力系统，而且进出的高度和速度不同。 推动功：开口系统与外界之间因为工质流动而传递的机械功。对于单位质量工质，推动功等于 pv。 如图中的流体要进入系统，外界要克服系统内具有一定压力的气体的阻力，向前移动（例如： 给车打气），我们可以想象为后面有一个活塞向前推这一小段流体，活塞作用在这一小段流体 上的力为F。当把它推入系统，F向前走了dx距离，外界对系统作了功，就称为推动功
第二章热力学第一定律 vpm 假想活塞 流动功:出口处付出的推动功与入口处得到的推动功的差。流动功可以理解为开口系统维持流动 所要付出的代价。用W表示 单位工质 w=p2v2-P,v, 特点:1.只有在系统与外界有物质交换(即有流动)时才有意义,它不是工质本身具有的能量, 而是随工质的流动而传递的能量 2大小只取决于出入口截面上工质的状态,只与出入口状态有关 二、焓 伴随工质流动而交换的能量包括:工质本身的热力学能、宏观动能和重力位能,以及推动功,即: m(u+c2/2+gz+pv) 定义U+pV为焓,用用符号H表示,单位是H或kJ;单位工质的焓称为比焓,用符号h表示,单位 是J/Kg或k/Kg 返回
第二章 热力学第一定律 返回 流动功：出口处付出的推动功与入口处得到的推动功的差。流动功可以理解为开口系统维持流动 所要付出的代价。用Wf表示。 单位工质： 2 2 1 1 W p v p v f = − 特点：1.只有在系统与外界有物质交换（即有流动）时才有意义，它不是工质本身具有的能量， 而是随工质的流动而传递的能量。 2.大小只取决于出入口截面上工质的状态，只与出入口状态有关。 二、焓 伴随工质流动而交换的能量包括：工质本身的热力学能、宏观动能和重力位能，以及推动功，即： m（u＋c2/2＋gz＋pv） 定义U+ pV为焓，用用符号H表示，单位是H或kJ；单位工质的焓称为比焓，用符号h表示，单位 是J/kg或kJ/kg
第二章热力学第一定律 H=U+Pv h=u+ pv 焓是状态参数,是在研究流动能量方程中,为工程应用方便而引出的。同内能一样,无法测定焓的 绝对值,热工计算中关心的是两个状态间焓的变化量 第五节稳定流动能量方程 稳定流动 工程上常用的热工设备,除启动、停止或者加减负荷外,大部分时间是在外界影响不变的条件下稳 定运行的,可以认为处于稳态稳定流动状态。 1定义:开口系统内任意点工质的状态都不随时间而变化的流动过程。 2实现稳定流动的必要条件 (1)进、出口截面处工质的状态不随时间而变 (2)单位时间系统与外界交换的热量和功量都不随时间而变 (3)各流通截面上工质的质量流量相等,且不随时间而改变 返回 开口系
第二章 热力学第一定律 返回 H =U + PV h = u + pv 焓是状态参数，是在研究流动能量方程中，为工程应用方便而引出的。同内能一样，无法测定焓的 绝对值，热工计算中关心的是两个状态间焓的变化量。 第五节 稳定流动能量方程 一、稳定流动 工程上常用的热工设备，除启动、停止或者加减负荷外，大部分时间是在外界影响不变的条件下稳 定运行的，可以认为处于稳态稳定流动状态。 1.定义：开口系统内任意点工质的状态都不随时间而变化的流动过程。 2.实现稳定流动的必要条件： （1）进、出口截面处工质的状态不随时间而变； （2）单位时间系统与外界交换的热量和功量都不随时间而变； （3）各流通截面上工质的质量流量相等，且不随时间而改变
第二章热力学第一定律 二、开口系统的稳定流动能量方程 工程上许多动力机械,如汽轮机、风机、内燃机等,都是依靠机械轴传递机械功。我们把这种系 统通过机械轴和外界交换的功称为轴功,用W表示。 (b) 图3-1轴功 根据热力学第一定律 进入系统的能量一离开系统的能量=系统储存能的变化 进入系统的能量: Q+m(h1++g-1) 返回
第二章 热力学第一定律 返回 二、开口系统的稳定流动能量方程 工程上许多动力机械，如汽轮机、风机、内燃机等，都是依靠机械轴传递机械功。我们把这种系 统通过机械轴和外界交换的功称为轴功，用Ws表示。 根据热力学第一定律： 进入系统的能量－离开系统的能量=系统储存能的变化 进入系统的能量： ) 2 ( 1 2 1 1 gz c Q + m h + +