工程熱力學-第一章—基本概念ppt課件

1、根本概念根本概念1.1 熱力系統(tǒng)熱力系統(tǒng)1.熱力系統(tǒng)熱力系、系統(tǒng)、體系的定義：熱力系統(tǒng)熱力系、系統(tǒng)、體系的定義： 人為分割出來作為熱力學分析對象的有限物質系人為分割出來作為熱力學分析對象的有限物質系統(tǒng)叫做熱力系統(tǒng)。統(tǒng)叫做熱力系統(tǒng)。2.系統(tǒng)、外界與邊境系統(tǒng)、外界與邊境 外界：系統(tǒng)以外的一切物質。外界：系統(tǒng)以外的一切物質。 邊境界面、控制面：系統(tǒng)與外界的分界面。邊境界面、控制面：系統(tǒng)與外界的分界面。 系統(tǒng)與外界經過邊境交換能量和質量。系統(tǒng)與外界經過邊境交換能量和質量。 熱力系統(tǒng)舉例 熱力系統(tǒng)的分類熱力系統(tǒng)的分類 與外界能否有物質交換與外界能否有物質交換 閉口系統(tǒng)閉系、封鎖系統(tǒng)、控制閉口系統(tǒng)閉系、封

2、鎖系統(tǒng)、控制質量系統(tǒng)；質量系統(tǒng)； 開口系統(tǒng)開系、敞開系統(tǒng)、控制開口系統(tǒng)開系、敞開系統(tǒng)、控制體積系統(tǒng)。體積系統(tǒng)。 開系和閉系在一定條件下可相互轉開系和閉系在一定條件下可相互轉化，主要化，主要 取決于分析問題的需求和方便。取決于分析問題的需求和方便。 開系與閉系的轉化 熱力系統(tǒng)的分類熱力系統(tǒng)的分類 與外界能否有能量交換與外界能否有能量交換 簡單熱力系統(tǒng)；簡單熱力系統(tǒng)； 絕熱系統(tǒng)；絕熱系統(tǒng)； 孤立系統(tǒng)。孤立系統(tǒng)。 孤立系一致定是閉口系統(tǒng)，也一定是絕熱孤立系一致定是閉口系統(tǒng)，也一定是絕熱系統(tǒng)。系統(tǒng)。 熱力系統(tǒng)的分類熱力系統(tǒng)的分類 系統(tǒng)內物質組成的特征系統(tǒng)內物質組成的特征 單組分系統(tǒng)：工質只由單一組分單

3、組分系統(tǒng)：工質只由單一組分的物質的物質 組成組成 多組分系統(tǒng)：工質由多種不同組多組分系統(tǒng)：工質由多種不同組分的分的 物質組成物質組成 熱力系統(tǒng)的分類熱力系統(tǒng)的分類 系統(tǒng)內工質的相態(tài)系統(tǒng)內工質的相態(tài) 均勻系統(tǒng)；均勻系統(tǒng)； 單相系統(tǒng)；單相系統(tǒng)； 多相系統(tǒng)。多相系統(tǒng)。 均勻系一致定是單相系統(tǒng)。均勻系一致定是單相系統(tǒng)。1.2 熱力形狀熱力形狀1.2.1 形狀及形狀參數形狀及形狀參數 定義定義 某一瞬間熱力系統(tǒng)所呈現的宏觀情況稱為某一瞬間熱力系統(tǒng)所呈現的宏觀情況稱為系統(tǒng)系統(tǒng) 的形狀。的形狀。 描畫系統(tǒng)所處形狀的宏觀物理量稱為形狀描畫系統(tǒng)所處形狀的宏觀物理量稱為形狀參數。參數。形狀參數的分類形狀參數的分類

4、 根本形狀參數：可以直接丈量的形狀參數。根本形狀參數：可以直接丈量的形狀參數。 如壓力如壓力p p、溫度、溫度T T、比體積、比體積v v。 導出形狀參數：由根本形狀參數間接求得的導出形狀參數：由根本形狀參數間接求得的 參數。參數。 如內能如內能U U、焓、焓H H、熵、熵S S等。等。1. 壓力壓力 壓力的定義壓力的定義 沿垂直方向作用在單位面積上的力稱沿垂直方向作用在單位面積上的力稱為壓為壓 力即物理中壓強。力即物理中壓強。 對于容器內的氣態(tài)工質來說，壓力是對于容器內的氣態(tài)工質來說，壓力是大量氣大量氣 體分子作不規(guī)那么運動時對器壁單位體分子作不規(guī)那么運動時對器壁單位面積撞擊面積撞擊 作用力

5、的宏觀統(tǒng)計結果。作用力的宏觀統(tǒng)計結果。 壓力的方向總是垂直于容器內壁。壓力的方向總是垂直于容器內壁。壓力的單位壓力的單位壓力的單位是壓力的單位是N/m2 ，符號是帕，符號是帕Pa常用壓力單位的換算見附表常用壓力單位的換算見附表1222頁頁1 atm = 760 mmHg = 1.013105 Pa1 at = 1 kgf/ cm2 = 9.8067 104 Pa1 MPa = 106Pa 103kPa 10bar壓力的表示方法壓力的表示方法 絕對壓力絕對壓力p p、表壓力、表壓力pgpg、 真空度真空度pvpv 絕對壓力絕對壓力p p、表壓力、表壓力pgpg、真空度、真空度pvpv、 大氣壓力

6、大氣壓力pbpb的關系的關系 pg =p- pb pv= pb-p pg =p- pb pv= pb-p 只需絕對壓力只需絕對壓力p p才是系統(tǒng)的形狀參才是系統(tǒng)的形狀參數。數。例例1 1：知甲醇合成塔上壓力表的讀數為：知甲醇合成塔上壓力表的讀數為 150kgf/cm2150kgf/cm2，這時車間內氣壓計上的，這時車間內氣壓計上的 讀數為讀數為780mmHg780mmHg。試求合成塔內絕。試求合成塔內絕 對壓力等于多少對壓力等于多少kPakPa？例例2：在通風機吸氣管上用：在通風機吸氣管上用U型管壓力計測出的壓型管壓力計測出的壓 力為力為300mmH2O，這時氣壓計上的讀數，這時氣壓計上的讀數

7、750mmHg。 試：試：1求吸氣管內氣體的絕對壓力等于多少求吸氣管內氣體的絕對壓力等于多少 kPa？ 2假設吸氣管內的氣體壓力不變，而大氣假設吸氣管內的氣體壓力不變，而大氣 壓下降至壓下降至735mmHg，這時，這時U型管壓力計型管壓力計 的讀數等于多少？的讀數等于多少？例例3：某容器被一剛性壁分成兩部分，在容器的不同部位安裝：某容器被一剛性壁分成兩部分，在容器的不同部位安裝 有壓力計，如下圖。壓力表有壓力計，如下圖。壓力表A、C位于大氣環(huán)境中，位于大氣環(huán)境中，B位位 于室于室中。設大氣壓力為中。設大氣壓力為97kPa：1假設壓力表假設壓力表B、表、表C的讀數分別為的讀數分別為75kPa、0

8、.11MPa，試確，試確 定壓力表定壓力表A上的讀數及容器兩部分內氣體的絕對壓力；上的讀數及容器兩部分內氣體的絕對壓力；2假設表假設表C為真空計，讀數為為真空計，讀數為24kPa，壓力表，壓力表B的讀數為的讀數為 36kPa，試問表，試問表A是什么表？讀數是多少？是什么表？讀數是多少？2. 溫度溫度 傳統(tǒng)：溫度是物體冷熱程度的標志。 微觀：溫度是衡量分子平均動能的量度。 T 0.5 m c2 T=0 0.5 m c2=0 分子一切運動停頓，零動能。 熱力學第零定律熱力學第零定律 熱平衡：不同物體的冷熱程度一樣，那么它們處于熱平衡。熱平衡：不同物體的冷熱程度一樣，那么它們處于熱平衡。 熱力學第零

9、定律熱力學中的一個根本實驗結果：熱力學第零定律熱力學中的一個根本實驗結果： 假設兩個熱力系分別與第三個熱力系處于熱平衡，那么假設兩個熱力系分別與第三個熱力系處于熱平衡，那么這兩個熱力系也處于熱平衡。這兩個熱力系也處于熱平衡。溫度丈量的實際根底溫度丈量的實際根底B 相當于溫度計相當于溫度計 為什么叫做熱力學第零定律為什么叫做熱力學第零定律熱力學第零定律熱力學第零定律 1931年年 T熱力學第一定律熱力學第一定律 18401850年年 E熱力學第二定律熱力學第二定律 18541855年年 S熱力學第三定律熱力學第三定律 1906年年 S基準基準 溫度的熱力學定義溫度的熱力學定義由熱力學第零定律可以

10、推斷：處于同一熱平衡由熱力學第零定律可以推斷：處于同一熱平衡形狀的各個熱力系，必定有某一宏觀特征彼此形狀的各個熱力系，必定有某一宏觀特征彼此一樣，用于描畫此宏觀特征的物理量一樣，用于描畫此宏觀特征的物理量溫度。溫度。溫度是確定一個系統(tǒng)能否與其它系統(tǒng)處于熱平溫度是確定一個系統(tǒng)能否與其它系統(tǒng)處于熱平衡的物理量。衡的物理量。熱力學第零定律給出了比較溫度的方法。熱力學第零定律給出了比較溫度的方法。 溫標溫標 攝氏溫標攝氏溫標 t 單位單位 華氏溫標華氏溫標 t 單位單位 熱力學溫標熱力學溫標 T 單位單位 K 朗肯溫標朗肯溫標 T 單位單位R 攝氏溫標和熱力學溫標攝氏溫標和熱力學溫標 攝氏溫標規(guī)定，規(guī)

11、范大氣壓下純水的冰點攝氏溫標規(guī)定，規(guī)范大氣壓下純水的冰點溫度為溫度為00，沸點溫度為，沸點溫度為100100，兩定點的溫度，兩定點的溫度，按溫度與丈量物質的某種物理量如液柱體積、按溫度與丈量物質的某種物理量如液柱體積、金屬電阻等的線性關系確定。金屬電阻等的線性關系確定。 熱力學溫標是與測溫物質無關的溫熱力學溫標是與測溫物質無關的溫標，它選取水的三相點的溫度為標，它選取水的三相點的溫度為273.16K273.16K，定義，定義1K1K的溫度間隔等于水的三相點熱力學溫度的的溫度間隔等于水的三相點熱力學溫度的1/273.161/273.16。 常用溫標之間的關系常用溫標之間的關系0.01絕對絕對K攝

12、氏攝氏 華氏華氏 朗肯朗肯R100373.15273.160-17.80-273.15212671.6737.810032-459.670459.67491.67冰熔點冰熔點水三相點水三相點鹽水熔點鹽水熔點水沸點水沸點559.67273.15發(fā)燒發(fā)燒0 溫標之間的換算關系：溫標之間的換算關系： 15.273)()(CtKT 67.459)()(FtRT 32)(8 . 1)(CtFt )(8 . 1)(KTRT )()(CtKT )()(FtRT )(8 . 1)(CtRT3.比體積比容比體積比容 比容：單位質量物質所占的容積比容：單位質量物質所占的容積 m3/kg m3/kg 密度：單位容積

13、所含的物質質量密度：單位容積所含的物質質量 kg/m3 kg/m3 反響了工質聚集的疏密程度反響了工質聚集的疏密程度mVv vVm11.2 熱力形狀熱力形狀形狀參數是形狀的單值函數。形狀參數是形狀的單值函數。 形狀確定，那么形狀參數也隨之確定；反之亦形狀確定，那么形狀參數也隨之確定；反之亦然。然。形狀參數的積分特性：形狀參數的變化量形狀參數的積分特性：形狀參數的變化量 與途徑無關，只與初終態(tài)有關。與途徑無關，只與初終態(tài)有關。形狀參數的微分特性：全微分形狀參數的微分特性：全微分1.2.2 形狀參數的特性形狀參數的特性1.數學特性數學特性形狀參數的積分特性形狀參數的積分特性 形狀參數形狀參數z的變

14、化量與途徑無關，只與初的變化量與途徑無關，只與初終態(tài)有關。終態(tài)有關。數學上：數學上： 是點函數、態(tài)函數是點函數、態(tài)函數1 2ab 0dz2222111,1,abdzdzdzzz形狀參數的微分特性形狀參數的微分特性設設 z =z (x , y) ， dz是全微分是全微分充要條件是：充要條件是：可判別能否是形狀參數。可判別能否是形狀參數。yxzzdzdxdyxy22zzx yy x 那么：那么： 2.強度參數和廣度參數強度參數和廣度參數 強度參數：與物質的量無關的參數。強度參數：與物質的量無關的參數。 如如 p、T、v 等等 強度參數具有不可加性。強度參數具有不可加性。 把一個均勻系統(tǒng)劃分成假設干

15、個子把一個均勻系統(tǒng)劃分成假設干個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)的同名系統(tǒng)，各子系統(tǒng)的同名 強度參數一樣，且與整個系統(tǒng)的同強度參數一樣，且與整個系統(tǒng)的同名強度參數一樣。名強度參數一樣。 非均勻系統(tǒng)內各處的同名參數值卻非均勻系統(tǒng)內各處的同名參數值卻不一定一樣。不一定一樣。 廣度參數：與物質的量有關的參數。廣度參數：與物質的量有關的參數。 廣度參數具有可加性，如廣度參數具有可加性，如 m m、V V、U U、E E、H H、S S 等。等。 無論系統(tǒng)均勻與否，廣度參數具有無論系統(tǒng)均勻與否，廣度參數具有確定的值。確定的值。 單位質量的廣度參數稱為比參數，單位質量的廣度參數稱為比參數，如如v v、u u、h h、s

16、s 等。等。 比參數具有強度參數的性質；比參數具有強度參數的性質； 廣度參數用大寫字母表示，比參廣度參數用大寫字母表示，比參數用小寫字母；數用小寫字母； 習慣上把除比容以外的比參數的習慣上把除比容以外的比參數的“比省略。比省略。 單位摩爾的廣度參數稱為摩爾參數，單位摩爾的廣度參數稱為摩爾參數，摩爾參數也具摩爾參數也具 有強度參數的性質。有強度參數的性質。1.2 熱力形狀熱力形狀1.2.3 平衡形狀平衡形狀 定義：在不受外界影響的條件下重力場除定義：在不受外界影響的條件下重力場除外，外， 假設系統(tǒng)的宏觀形狀不隨時間變化，那么假設系統(tǒng)的宏觀形狀不隨時間變化，那么該系該系 統(tǒng)處于平衡形狀。統(tǒng)處于平衡

17、形狀。 不能把平衡態(tài)簡單地說成不隨時間而改動的形不能把平衡態(tài)簡單地說成不隨時間而改動的形狀，也不能說成外界條件不變的形狀。狀，也不能說成外界條件不變的形狀。 平衡態(tài)是指系統(tǒng)的宏觀性質不隨時間變化的形平衡態(tài)是指系統(tǒng)的宏觀性質不隨時間變化的形狀。狀。 平衡與均勻：均勻系一致定處于平衡形狀，平衡與均勻：均勻系一致定處于平衡形狀， 反之那么不然。反之那么不然。 實現平衡的條件實現平衡的條件 熱平衡熱平衡 溫度相等溫度相等 力平衡力平衡 壓力相等壓力相等 相平衡相平衡 各相間化各相間化學位相等學位相等 化學平衡化學平衡 反響物與反響物與生成物化學生成物化學 位相等位相等此外，系統(tǒng)與外界之間也要處于相互此

18、外，系統(tǒng)與外界之間也要處于相互平衡中。平衡中。只需平衡形狀，才可用一組形狀參數來描畫。只需平衡形狀，才可用一組形狀參數來描畫。1.2.4 形狀方程與形狀參數坐標圖形狀方程與形狀參數坐標圖 不需求，只需知道描畫系統(tǒng)形狀所需的獨立不需求，只需知道描畫系統(tǒng)形狀所需的獨立形狀參數的數目即自在度就可以了！形狀參數的數目即自在度就可以了！想確切描畫某個熱力系統(tǒng)，能想確切描畫某個熱力系統(tǒng)，能否需求一切形狀參數？否需求一切形狀參數？1.系統(tǒng)形狀的自在度系統(tǒng)形狀的自在度 其中其中是系統(tǒng)的組分個數，是系統(tǒng)的組分個數，是系統(tǒng)中相的個是系統(tǒng)中相的個數。數。2.形狀方程形狀方程 對于恣意系統(tǒng)所處的形狀來說，只需對于恣意

19、系統(tǒng)所處的形狀來說，只需個個獨立形狀參數作為自變量，其它參數均可視為獨立形狀參數作為自變量，其它參數均可視為因變量。因變量。 將任一因變量表示為自變量的函數關系式，將任一因變量表示為自變量的函數關系式，稱為形狀方程。稱為形狀方程。2 對單組分單相系統(tǒng)，對單組分單相系統(tǒng)， 2 2()0f pvT ， ， 壓力壓力p、溫度、溫度T、比體積、比體積v是根本形狀參是根本形狀參數，經常被作為自變量。數，經常被作為自變量。氣體形狀方程可表示為氣體形狀方程可表示為或或 對單組分理想氣體，對單組分理想氣體， 就是最簡單就是最簡單的形狀方程。的形狀方程。pvRT()pp vT，3. 形狀參數坐標圖形狀參數坐標圖

20、 采用由恣意兩個獨立形狀參數采用由恣意兩個獨立形狀參數 2 構成的平面坐標系上的一點來構成的平面坐標系上的一點來描畫系統(tǒng)所處的實踐形狀，這種坐標圖就是熱力系統(tǒng)的形狀參數坐標圖。描畫系統(tǒng)所處的實踐形狀，這種坐標圖就是熱力系統(tǒng)的形狀參數坐標圖。 常見的常見的p-v圖和圖和T-s圖就是最常用的坐標圖。圖就是最常用的坐標圖。闡明：闡明：2過程線中恣意一點過程線中恣意一點 為平衡態(tài)；為平衡態(tài)； 3 3不平衡態(tài)無法在圖不平衡態(tài)無法在圖 上用實線表示。上用實線表示。 1系統(tǒng)任何平衡態(tài)都可系統(tǒng)任何平衡態(tài)都可 表示在坐標圖上；表示在坐標圖上；3. 形狀參數坐標圖形狀參數坐標圖 形狀參數坐標圖不但可用來確定系統(tǒng)所

21、處的形狀參數坐標圖不但可用來確定系統(tǒng)所處的 形狀，而且還可用來分析形狀閱歷不同變化形狀，而且還可用來分析形狀閱歷不同變化 的過程，在工程上有著廣泛運用。的過程，在工程上有著廣泛運用。 除除p-v、T-s圖外，還有圖外，還有h-s、T-p、lnp-h圖等。圖等。3.形狀參數坐標圖形狀參數坐標圖 假設熱力系統(tǒng)的形狀自在度不止兩個時，就假設熱力系統(tǒng)的形狀自在度不止兩個時，就必必 須取二元以上的坐標系來描畫系統(tǒng)的形狀。須取二元以上的坐標系來描畫系統(tǒng)的形狀。 假設所描畫的系統(tǒng)并非均勻系或處于非平衡假設所描畫的系統(tǒng)并非均勻系或處于非平衡態(tài)態(tài) 時，普通可把系統(tǒng)按其內部均勻部分如不時，普通可把系統(tǒng)按其內部均勻

22、部分如不 同相態(tài)部分或部分平衡部分，分成假設干同相態(tài)部分或部分平衡部分，分成假設干子子 均勻系或子平衡態(tài)，然后再運用上述獨立狀均勻系或子平衡態(tài)，然后再運用上述獨立狀 態(tài)參數的表示法分別予以處置。態(tài)參數的表示法分別予以處置。1.3 熱力過程熱力過程 在外界的影響下，熱力系統(tǒng)的工質形狀沿特定規(guī)律發(fā)生變化的總歷程稱為熱力過程，簡稱在外界的影響下，熱力系統(tǒng)的工質形狀沿特定規(guī)律發(fā)生變化的總歷程稱為熱力過程，簡稱過程。過程。 實踐熱力過程是閱歷了一系列非平衡形狀從形狀實踐熱力過程是閱歷了一系列非平衡形狀從形狀1 1變化到形狀變化到形狀2 2的，因此要使過程進展，必需存在的，因此要使過程進展，必需存在不平衡

23、勢差如溫度差、壓力差、化學位差等。不平衡勢差如溫度差、壓力差、化學位差等。1.3.1準靜態(tài)過程或準平衡過程準靜態(tài)過程或準平衡過程平衡形狀平衡形狀形狀不變化形狀不變化能量不能轉換能量不能轉換非平衡形狀非平衡形狀無法簡單描畫無法簡單描畫熱力學引入準靜態(tài)準平衡過程熱力學引入準靜態(tài)準平衡過程普經過程普經過程 p，Tp0忽然去掉重物忽然去掉重物最終最終p2 = p0T2 = T0pv12. . .p1 = p0+重物重物T1 = T0準靜態(tài)過程或準平衡過程準靜態(tài)過程或準平衡過程p，Tp0假設重物有無限多層假設重物有無限多層每次只去掉無限薄一層每次只去掉無限薄一層pv12. . . .系統(tǒng)隨時接近于平衡態(tài)

24、系統(tǒng)隨時接近于平衡態(tài)p1 = p0+重物重物T1 = T0準靜態(tài)過程有實踐意義嗎？準靜態(tài)過程有實踐意義嗎？既是平衡，又是變化既是平衡，又是變化既可以用形狀參數描畫，又可進展熱功轉換既可以用形狀參數描畫，又可進展熱功轉換疑問：實際上準靜態(tài)應無限緩慢，疑問：實際上準靜態(tài)應無限緩慢， 工程上怎樣處置？工程上怎樣處置？準靜態(tài)過程的工程條件準靜態(tài)過程的工程條件破壞平衡所需時間破壞平衡所需時間外部作用時間外部作用時間恢復平衡所需時間恢復平衡所需時間馳豫時間馳豫時間有足夠時間恢復新平衡有足夠時間恢復新平衡 準靜態(tài)過程準靜態(tài)過程 過程的每一步不僅內部必需堅持力平衡，系統(tǒng)與外過程的每一步不僅內部必需堅持力平衡，

25、系統(tǒng)與外界之間也必需堅持力平衡。否那么，有限力差推進的過界之間也必需堅持力平衡。否那么，有限力差推進的過程，必為非靜態(tài)過程。程，必為非靜態(tài)過程。 這是作功過程中得出的結論，但完全可以推行到傳這是作功過程中得出的結論，但完全可以推行到傳熱、相變和化學反響中去。熱、相變和化學反響中去。準靜態(tài)過程的工程運用準靜態(tài)過程的工程運用 例：活塞式內燃機例：活塞式內燃機 20002000轉轉/ /分，分， 曲柄曲柄 2 2沖程沖程/ /轉，轉，0.150.15米米/ /沖程沖程活塞運動速度活塞運動速度=20002 0.15/60=10 m/s壓力波恢復平衡速度聲速壓力波恢復平衡速度聲速340 m/s破壞平衡所

26、需時間破壞平衡所需時間外部作用時間外部作用時間恢復平衡所需時間恢復平衡所需時間馳豫時間馳豫時間普通的工程過程都可以為是準靜態(tài)過程普通的工程過程都可以為是準靜態(tài)過程詳細工程問題詳細分析。詳細工程問題詳細分析?！昂鋈缓鋈?“緩慢緩慢 力、溫度、化學勢分別是推進作功、傳熱、化學力、溫度、化學勢分別是推進作功、傳熱、化學 反響的勢，所以有限勢差推進的過程必為非準靜反響的勢，所以有限勢差推進的過程必為非準靜 態(tài)過程。要實現準靜態(tài)過程，必需在無限小勢差態(tài)過程。要實現準靜態(tài)過程，必需在無限小勢差 推進下進展。推進下進展。 準靜態(tài)過程的每一步，權利系必需堅持平衡。因準靜態(tài)過程的每一步，權利系必需堅持平衡。因

27、此嚴厲地講，準靜態(tài)過程必需無限緩慢地進展。此嚴厲地講，準靜態(tài)過程必需無限緩慢地進展。 只需準靜態(tài)過程才干用確定的形狀參數的變化來只需準靜態(tài)過程才干用確定的形狀參數的變化來 描畫，才干在坐標圖中用延續(xù)曲線來表示，才干描畫，才干在坐標圖中用延續(xù)曲線來表示，才干 用熱力學方法來分析。用熱力學方法來分析。 耗散效應耗散效應 準靜態(tài)過程的討論中，并未涉及摩擦準靜態(tài)過程的討論中，并未涉及摩擦景象。由于摩擦做功，會呵斥能量損耗。景象。由于摩擦做功，會呵斥能量損耗。 其實即使存在摩擦，過程的每一步，其實即使存在摩擦，過程的每一步，熱力系仍可堅持平衡態(tài)。所以說，摩擦熱力系仍可堅持平衡態(tài)。所以說，摩擦景象并不影響

28、準靜態(tài)過程的實現。但是景象并不影響準靜態(tài)過程的實現。但是由于摩擦，逆行時系統(tǒng)不能復原到原來由于摩擦，逆行時系統(tǒng)不能復原到原來的形狀。的形狀。1.3.2 可逆過程可逆過程 當系統(tǒng)閱歷某一過程后，假設令過程沿一樣的途當系統(tǒng)閱歷某一過程后，假設令過程沿一樣的途徑逆行能使過程中所涉及的一切系統(tǒng)和外界都恢徑逆行能使過程中所涉及的一切系統(tǒng)和外界都恢復到原來形狀，而不留下任何痕跡，那么這一過程稱復到原來形狀，而不留下任何痕跡，那么這一過程稱為可逆過程。為可逆過程。 不滿足上述熱力條件的過程，稱為不可逆過程。不滿足上述熱力條件的過程，稱為不可逆過程。 定義定義 實踐的熱力過程都是不可逆過程。 可逆過程雖然是一

29、種理想化了的熱力過程， 但在一樣的條件下，可作為判別實踐不可逆 過程偏離理想可逆極限程度的規(guī)范。 可逆過程與準靜態(tài)過程的關系可逆過程與準靜態(tài)過程的關系 準靜態(tài)過程只是立足于實現系統(tǒng)內部工質狀準靜態(tài)過程只是立足于實現系統(tǒng)內部工質狀 態(tài)的平衡性問題，它只涉及工質內部的形狀態(tài)的平衡性問題，它只涉及工質內部的形狀 變化。耗散效應對準靜態(tài)過程無影響。變化。耗散效應對準靜態(tài)過程無影響。準靜態(tài)過程準靜態(tài)過程 + + 無耗散效應無耗散效應 = = 可逆過程可逆過程 可逆過程不僅要求系統(tǒng)內部工質必需是平衡可逆的，而可逆過程不僅要求系統(tǒng)內部工質必需是平衡可逆的，而且要求系統(tǒng)工質與外界發(fā)生相互作用關系能量傳送效且要

30、求系統(tǒng)工質與外界發(fā)生相互作用關系能量傳送效果時也必需是平衡可逆的。因此是反響了系統(tǒng)工質與果時也必需是平衡可逆的。因此是反響了系統(tǒng)工質與外界兩方面所產生的總效果。外界兩方面所產生的總效果。 要實現可逆，系統(tǒng)的內部和外部都必需是可逆的，即不要實現可逆，系統(tǒng)的內部和外部都必需是可逆的，即不 存在任何不可逆損失。存在任何不可逆損失。 可逆過程必然是準靜態(tài)過程，而準靜態(tài)過程只是實現可可逆過程必然是準靜態(tài)過程，而準靜態(tài)過程只是實現可 逆過程的條件之一。逆過程的條件之一。 可逆過程與準靜態(tài)過程的關系可逆過程與準靜態(tài)過程的關系引入可逆過程的意義引入可逆過程的意義 準靜態(tài)過程是實踐過程的理想化過程，但并準靜態(tài)過

31、程是實踐過程的理想化過程，但并非最優(yōu)過程，可逆過程是最優(yōu)過程。非最優(yōu)過程，可逆過程是最優(yōu)過程。 可逆過程的功與熱完全可用系統(tǒng)內工質的形可逆過程的功與熱完全可用系統(tǒng)內工質的形狀參數表達，可不思索系統(tǒng)與外界的復雜關系，狀參數表達，可不思索系統(tǒng)與外界的復雜關系，容易分析。容易分析。 實踐過程不是可逆過程。但為了研討方便，實踐過程不是可逆過程。但為了研討方便，先按理想情況可逆過程處置，用系統(tǒng)參數加先按理想情況可逆過程處置，用系統(tǒng)參數加以分析，然后思索不可逆要素加以修正。以分析，然后思索不可逆要素加以修正。1.3.3 熱力循環(huán)熱力循環(huán)定義：定義： 工質從某一形狀出發(fā)，閱歷一系列過程后又工質從某一形狀出發(fā)，閱歷一系列過程后又回到初始形狀，這些過程的綜合稱為熱力循環(huán)，回到初始形狀，這些過程的綜合稱為熱力循環(huán)，簡稱循環(huán)。簡稱循環(huán)。熱力循環(huán)在形狀參數坐標圖上，可表示為一根封鎖熱力循環(huán)在形狀參數坐標圖上，可表示為一根封鎖的曲線，這樣系統(tǒng)內工質的任一形狀參數的曲線，這樣系統(tǒng)內工質的任一形狀參數 z z 在經在經過每一熱力循環(huán)后，應堅持過每一熱力循環(huán)后，應堅持0dz 假設循環(huán)中的每個過程都是可逆的，那么這個循假設循環(huán)中的每個過程都是可逆的，那么這個循環(huán)環(huán) 稱為可逆循環(huán)。在坐標圖上，可逆循環(huán)用閉合實稱為可逆循環(huán)。在坐標圖上，