熱工學(xué)第2章第二章熱力學(xué)第一定律

1、1 第二章 熱力學(xué)第一定律 221 熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)一、第一定律的實(shí)質(zhì) 能量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱現(xiàn)象中的應(yīng)用。二、第一定律的表述 熱是能的一種，機(jī)械能變熱能，或熱能變機(jī)械能的時(shí)候，他們之間的比值是一定的。 或： 熱可以變?yōu)楣?，功也可以變?yōu)闊?；一定量的熱消失時(shí)必定產(chǎn)生相應(yīng)量的功；消耗一定量的功時(shí)，必出現(xiàn)與之相應(yīng)量的熱。322 熱力學(xué)能（內(nèi)能）和總能一、熱力學(xué)能(internal energy)二、總（儲(chǔ)存）能總能外部儲(chǔ)存能宏觀動(dòng)能宏觀位能4三、熱力學(xué)能是狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)參數(shù)：用來描述系統(tǒng)的狀態(tài)，與系統(tǒng)經(jīng)歷的過程無關(guān)。523 能量的傳遞和轉(zhuǎn)化推動(dòng)功和流動(dòng)功： 推動(dòng)功：工質(zhì)流動(dòng)傳遞的功。 流動(dòng)功：開口

2、系統(tǒng)中入口與出口推動(dòng)功之差。6推動(dòng)功： pV流動(dòng)功：p1V1-p2V272-4 焓 焓 (enthalpy)定義：H=U+pV 比焓： h=u+pv單位：J（kJ） J/kg（kJ/kg）焓是狀態(tài)參數(shù)。物理意義：引進(jìn)或排出工質(zhì)而輸入或排出系統(tǒng)的總能量。825 閉口系基本能量方程式熱力學(xué)第一定律基本能量方程 閉口系: 第一定律第一解析式功的基本表達(dá)式熱 加入系統(tǒng)的能量總和熱力系統(tǒng)輸出的能量總和= 熱力系總儲(chǔ)存能的增量9 閉口系: 忽略宏觀動(dòng)能Uk和位能Up， 1）對(duì)于可逆過程2）對(duì)于循環(huán)102-6開口系統(tǒng)能量方程 加入系統(tǒng)的能量總和熱力系統(tǒng)輸出的能量總和= 熱力系總儲(chǔ)存能的增量開口系：111 在

3、截面1-1處由于工質(zhì)流入系統(tǒng)帶入系統(tǒng)的能量為推動(dòng)功dm1p1v1和總能dm1(u1+cf12+gz1)。2 外界傳熱量Q。離開系統(tǒng)的能量：3 在2-2截面流出系統(tǒng)的能量為推動(dòng)功dm2p1v1和總能dm2(u2+cf22+gz2)4 對(duì)外作功Wi。5 系統(tǒng)內(nèi)部總能的改變量：dEcv=d(mu+ mcf2+mgz)12兩邊除以時(shí)間d，可得：13二、穩(wěn)定流動(dòng)能量方程(steady-flow energy equation) 穩(wěn)定流動(dòng)特征：注意：區(qū)分各截面間參數(shù)可不同。1）各截面上參數(shù)不隨時(shí)間變化。2）ECV = 0， SCV = 0， mCV = 0 14根據(jù)穩(wěn)定流動(dòng)特點(diǎn)可得：對(duì)于1kg工質(zhì)，有：152）技術(shù)功(technical work)技術(shù)上可資利用的功 wt可逆過程162-7 能量方程式的應(yīng)用1.動(dòng)力機(jī)（蒸汽輪機(jī)） 絕熱：q=0忽略動(dòng)能差和位能差，最終得：172.壓氣機(jī)忽略動(dòng)能差和位能差，可得：183. 換熱器Wt=0，動(dòng)能和位能變化忽略，可得：194. 管