工程热力学华东理工解读.ppt

工程热力学 鲁锡兰 第一章 基本概念 1.系统、边界与外界 2.闭口系统与开口系统 3.绝热系统与孤立系统 4.系统的内部状况 ①均匀系与非均匀系 ②单相系与复杂相系 ③单元系与多元系 1.状态与状态参数 2.基本状态参数 ①温度 ②压力 ③比容与密度 3.强度性参数与广延性参数 1.平衡状态 2.状态公理 ▲▲确定纯物质系统平衡 状态的独立参数=n+1 3.状态方程 F(v,T,P)=0 1.准静态过程 2.可逆过程 3.可逆过程的膨胀功(容积功) 4.可逆过程的热量 第五节 热力循环 1.正循环 第二章 气体的性质 1.理想气体与实际气体 2.理想气体状态方程 Pv=RT PV=mRT 3.气体常数与通用气体常数 R=R0/M 第二节 实际气体状态方程式 1.范德瓦尔方程 第三节 理想气体的比热 第四节 混合气体的性质 1.混合气体的分压和分容定律 2.混合气体的成分表示方法及换算 3.混合气体的折合分子量与气体常数 4.混合气体的比热 第三章 热力学第一定律 本章要点: 能量守恒,能量是可以转换的. 能量守恒定律:系统收入能量 -支出能量=系统储存能增量 第一节 系统储存能 1.内能： 在热力学中只考虑内动能和内位能,不考虑化学反应、核裂变 理想气体：u=f(T) 第二节 系统与外界传递的能量 1.热量 2.功量 ①膨胀功(W)； ②轴功(Ws) 3.随物质流传递的能量 ①流动工质本身具有的储存能(E) ②流动功(也称推动功)，符号为Wf 第三节 闭口系统能量方程 1.闭口系统能量方程表达式 例1. 1kg空气从0.1MPa, 100℃变化到0.5MPa、 1000 ℃，求△u和△h (设为理想气体) ①用定比热 ②用平均比热 例2. 一闭口系统经历了一个由四个过程 组成的循环，试填充表中所缺数据， 并判断是正循环？逆循环？ 例3. 有一绝热刚性容器，有隔板将它 分成A、B两部分，开始时，A中 盛有TA=300K，PA=0.1MPa, VA=0.5m3的空气；B中盛有 TB=350K，PB=0.5MPa,VB=0.2m3 的空气。求打开隔板后两容器 达到平衡时的温度和压力。 第四节 开口系统能量方程 1.稳定的开口系统(举例) 2.不稳定的开口系统(举例) 3.开系能量方程式的推导 4.开系能量方程式 例1.有一橡皮袋P1=0.8MPa, t1=27℃空气，V1=8m3, 由于洩漏，球内气体压力 降到P2=0.75MPa,温度不变， 称重后少了10kg，求Q。 解：怎样取系统？ 第五节 开口系统稳态稳流能量方程 1.稳态稳流能量方程表达式 ① ② 能量方程： 或 对于单位工质： 2.技术功 例2. 空气在某压气机中被压缩，压缩前空气 的参数是P1=100kPa,v1=0.845m3/kg,压 缩后的参数P2=800kPa,v2=0.175m3/kg。 设在压缩过程中每kg空气的内能增加 150kJ,同时向外界放出热量50kJ，压气 机每min生产压缩空气10kg。试求： (1)压缩过程中对每kg气体所作的压缩功； (2)每生产1kg压缩空气所需的轴功； (3)带动此压气机要用多大功率的电动机？ 第六节 稳定稳流能量方程的应用 1.动力机 2.压气机 3.热交换器 4.喷管 例1.供暖用风机连同加热器,把温度为t1=0℃ 的冷空气加热到温度为t3=250℃,然后 送入建筑物的风道内,送风量为0.56kg/s, 风机轴上的输入功率为1kW,设整个装 置与外界绝热.试计算: (1)风机出口处空气温度t2; (2)空气在加热器中的吸热量; (3)若加热器中有阻力,空气通过它时产 生不可逆的摩擦扰动并带来压力降 落,以上计算结果是否正确? 第四章 理想气体的热力过程及气体压缩 本章要点: ①研究对象为理想气体的等容、等压、等温、等熵及多变过程