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清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(3)第二章

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清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(3)第二章null第二章 热力学第一定律第二章 热力学第一定律 热力学第一定律就是一切热力过程所必须遵循的能量转换与守衡定律。本章重点阐述热力学第一定律的实质与数学描述,为热力过程计算奠定理论基础。 null2-1 热力系统的储存能热力系统储存能热力学能宏观动能、宏观位能1. 热力学能 不涉及化学变化和核反应时的物质分子热运动动能和分子之间的位能之和(热能)。 热力学能符号:U,单位:J 或kJ 。 null气体工质的比热力学能可表示为 任何状态下系统热力学能的数值不可能为零。由于在工程热力学中...

清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(3)第二章
null第二章 热力学第一定律第二章 热力学第一定律 热力学第一定律就是一切热力过程所必须遵循的能量转换与守衡定律。本章重点阐述热力学第一定律的实质与数学描述,为热力过程计算奠定理论基础。 null2-1 热力系统的储存能热力系统储存能热力学能宏观动能、宏观位能1. 热力学能 不涉及化学变化和核反应时的物质分子热运动动能和分子之间的位能之和(热能)。 热力学能符号:U,单位:J 或kJ 。 null气体工质的比热力学能可表示为 任何状态下系统热力学能的数值不可能为零。由于在 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 热力学中只计算工质在状态变化中的热力学能的变化量,因此热力学能的零点可以人为地规定,例如,通常取0K时气体的热力学能为零。 比热力学能: 单位质量工质的热力学能 。符号:u;单位:J/kg 或kJ/kg。比热力学能是状态参数。3. 宏观位能:Ep ,单位为 J 或 kJ 3. 宏观位能:Ep ,单位为 J 或 kJ 4. 储存能:E ,单位为 J 或 kJ 比储存能:e ,单位为 J/kg 或 kJ /kg2. 宏观动能 :Ek ,单位为J或kJ 2-2 热力学第一定律的实质 2-2 热力学第一定律的实质 热力学第一定律实质就是热力过程中的能量守恒和转换定律 ,可表述为 : 在热能与其它形式能的互相转换过程中,能的总量始终不变。 不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。 进入系统的能量-离开系统的能量 = 系统储存能量的变化 2-3 闭口系统的热力学第一定律表达式 2-3 闭口系统的热力学第一定律表达式 ΔU对于微元过程, null对于可逆过程, 对于单位质量工质, 对于单位质量工质的可逆过程 , 2-4 开口系统的稳定流动能量方程式2-4 开口系统的稳定流动能量方程式 1. 稳定流动与流动功 (1) 稳定流动 流动状况不随时间而改变的流动。即任一流通截面上工质的状态都不随时间而改变。 稳定流动的实现条件: 1)系统和外界交换的能量(功量和热量)与质量不随时间而变; 2)进、出口截面的状态参数不随时间而变。null (2)流动功推动工质流动所作的功,也称为推进功。 对于单位质量工质, 流动功是由泵或风机加给被输送工质并随工质流动向前传递的一种能量,非工质本身具有的能量。 2. 开口系统的稳定流动能量方程2. 开口系统的稳定流动能量方程在 时间内, 进口质量 m1、 流 速 cf1、 标 高 z1出口质量 m2、 流 速 cf2、 标 高 z2 稳定流动: null在 时间内进入系统的能量 在 时间内离开系统的能量 null根据热力学第一定律可得 ,h 称为比焓。 比焓的物理意义: 比焓是状态参数;对于流动工质,比焓表示每千克工质沿流动方向向前传递的总能量中取决于热力状态的部分。 null上式可整理成 null以上两式称为开口系统的稳定流动能量方程。对于单位质量工质, 对于微元过程 ,稳定流动能量方程写成null注意: (1)无论对于流动工质还是不流动工质,比焓都是状态参数; (2)对于流动工质,流动功等于pv,比焓表示单位质量工质沿流动方向向前传递的总能量中取决于热力状态的部分 ; (3)对于不流动工质,不存在流动功,比焓也不表示能量,仅是状态参数。 (4)工程上一般只需要计算工质经历某一过程后焓的变化量,而不是其绝对值,所以焓值的零点可人为地规定。 3. 技术功 3. 技术功 定义:在工程热力学中,将工程技术上可以直接利用的动能差、位能差及轴功三项之和称为技术功,用Wt 表示 对于单位质量工质 ,null开口系统的稳定流动能量方程式可改写为 对于微元过程 , 对于开口系统的稳定流动过程,系统内各点的状态都不随时间而变化,所以可以将质量为 m 的工质作为闭口系统来研究。 null 可以假定质量为m的工质从进口截面处的状态1变化到出口截面处的状态2,从外界吸收了热量Q,作了膨胀功W 。根据闭口系统的热力学第一定律表达式对比开口系统的稳定流动能量方程式可得null对可逆过程, 式中,v 恒为正值,负号表示技术功的正负与dp 相反。 null将上式代入开口系统的稳定流动能量方程式可得(适用于一般过程)(适用于可逆过程)对于微元可逆过程,技术功的图形表示2-5 稳定流动能量方程式的应用2-5 稳定流动能量方程式的应用 工程上,除了喷管、扩压管外,常见热工设备的进出口动、位能的变化一般都可以忽略不计。 1. 热交换器2. 动力机械 null3. 绝热节流 ( q = 0 , ws = 0 )注意:绝热节流过程不是定焓过程。null第二章小结重点掌握以下内容:(1)热力学第一定律的实质;(2)热力学第一定律表达式及其适用范围;(3)运用第一定律求解工程上的能量转换问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
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