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PAGE 1 第一章 基本概念 热力系定义 热力系：人为地划分出来的热力学研究对象。 外 界：与热力系有相互作用的周围物体。 界 面：为了避免热力系与外界混淆，设想有界面把它们分开（由热力系所确定的研究范围，可以看作是一个由界面包围起来的空间。 二、热力系分类 根据热力系内部情况的不同分类 单元系：由单一化学成分组成（N2、O2） 多元系：由多种化学成分组成（空气） 热力系单相系：由单一的相组成（气、液） 复相系：由多种相组成 均匀系：各部分性质均匀一致 非均匀系：各部分性质不均匀 根据热力系和外界相互作用的情况不同分类 三、状态参数 状态参数是热力系状态的单值函数。状态参数的值仅取决于给定的状态，而与达到这一状态的途径无关。 物理特性：表征某种宏观物理特性 状态参数的两个特性 数学特性：是点函数，其值只与状态有关，与如何达到此状态所经历的途径无关。 工程热力学常用的参数：压力、温度、比容（基本状态参数）、内能、焓、熵。 1、压力：表征热力系是否处于平衡的物理量。 定义：压力：单位面积上所受到的垂直力。（以符号P表示） 单位换算： 压力测量：（压力的几种表示方法） 绝对压力P：容器内的实际压力。（工质直接作用于受压面的压力） 表压力：绝对压力大于大气压时，压力表所测得的压力。 真空度：绝对压力小于大气压时，表压测得的压力为负值，此时用真空度表示表压力的大小。 如下图所示： 2、比容 3、温度 （1）热力学温标（开尔文温标或绝对温标） 在热力学温标中，热力学温度是基本温度。符号：T 单位：开尔文（单位符号K） 摄氏温标： 用摄氏温标表示（与热力学温度并用） 符号：t 单位：℃ 规定：水的冰点0℃，水的沸点为100℃ 摄氏温度与热力学温度的间隔相等，只是零点比热力学温度高273.15度。 4、焓：一个组合的状态参数 H = U + pV 比焓（单位质量物质的焓）： h = = u + pv ， H = mh 四、平衡状态 1、定义：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 2、平衡状态的充要条件： 热平衡(温度平衡)、力平衡(压力平衡)、化学势平衡（包括相平衡和化学平衡）。 平衡与均匀、稳定是不同的概念平衡着眼于时间，平衡状态是在没有外界作用的情况下，工质（或系统）的宏观性质不随时间而发生变化的状态。稳定、均匀是着眼于固定的空间点，稳定状态是指对于系统中固定的空间点而言，该点的状态不随时间的变化而变化。系统是由无数个固定的空间点组成的，每个固定空间点的状态都不随时间的变化而变化，但不同点的状态不同。 引入平衡状态的意义在于只有平衡状态，才能用确定的状态参数描述系统的状态。非平衡状态的系统，无法找到确定的状态参数来描述系统的状态。工程热力学通常只研究平衡状态。 五、状态方程： 简单热力系的独立状态参数只有两个，换句话说：只要有两个独立的状态参数就可以确定其状态。 第三个状态参数是否能由另两个确定？——能。 六、功和热量 功：是热力系在强度参数的推动下，使广延参数发生变化，由此引起的热力系与外界之间的能量传递。 热量：由温差引起的热力系与外界之间传递的能量。 功和热的联系和区别： 联系：都是能量。 区别：功：有规则宏观运动能量的传递，往往伴随能量转换。 热：无序运动，无能量形式转换。 第一章课后 思考题：1、2、4；习题1-3 第二章 热力学第一定律 一、定律的表述 （1）热能和机械能或其它形式的能量可以互相转换，在转换过程中能的总量保持不变。 （2）热可以变为功，功也可以变为热。一定量的热消失时必产生相当量的功；消耗一定量的功时必出现与之相对应的一定量的热。 二、定律的意义： 1．热能和机械能可以相互转换 2．能量守恒——第一类永动机是不能造成的（第一类永动机：不消耗能量而连续作功的动力设备。） 3．分析设备、系统用能的数量分配情况（找出能量损失及合理利用） 三、第一定律普遍表达式 入 入出 ：热力系储存能的变化量 E入：传入热力系的能量 E出：传出热力系的能量 E出 E入 四、闭口系能量方程（热力学第一定律基本能量方程） ， 适用任何工质、任