熱力學(xué)第二章第一定律實用教案

1、2-1 熱力學(xué)第一(dy)定律的本質(zhì) 1909年，C. Caratheodory最后(zuhu)完善熱一律本質(zhì)：能量本質(zhì)：能量(nngling)轉(zhuǎn)換及守恒定律在熱過程中轉(zhuǎn)換及守恒定律在熱過程中的應(yīng)用的應(yīng)用 18世紀初，工業(yè)革命，熱效率只有1% 1842年，J.R. Mayer闡述熱一律，但沒有 引起重視 1840-1849年，Joule用多種實驗的一致性 證明熱一律，于1850年發(fā)表并得到公認第1頁/共86頁第一頁，共86頁。Conservation of energyOne of the most fundamental laws of nature“During an interactio

2、n , energy can change from one form to another but the total amount of energy remains constant”Energy cannot be created or destroyed第2頁/共86頁第二頁，共86頁。焦耳實驗焦耳實驗1、重物下降(xijing)，輸 入功，絕熱容 器內(nèi)氣體 T 2、絕熱去掉，氣 體 T ，放出(fn ch) 熱給水，T 恢復(fù) 原溫。第3頁/共86頁第三頁，共86頁。焦耳實驗焦耳實驗水溫升高可測得熱量(rling)， 重物下降可測得功熱功當(dāng)量(r n dn lin)1 cal = 4

3、.1868 kJ工質(zhì)經(jīng)歷(jngl)循環(huán):WQMechanical equivalent of heat第4頁/共86頁第四頁，共86頁。閉口閉口(b ku)系循環(huán)的熱一系循環(huán)的熱一律表達式律表達式要想得到功，必須花費熱能或其它(qt)能量熱一律(yl)又可表述為“第一類永動機是 不可能制成的”WQPerpetual motion machine of the first kind第5頁/共86頁第五頁，共86頁。QPerpetual motion machine of the first kind鍋爐汽輪機發(fā)電機給水泵凝汽器WnetQout電加熱器第6頁/共86頁第六頁，共86頁。2-2 2

4、-2 熱一律熱一律(yl)(yl)的推的推論論內(nèi)能內(nèi)能內(nèi)能(ni nn)的導(dǎo)出閉口(b ku)系循環(huán)0QWQWInternal energy第7頁/共86頁第七頁，共86頁。內(nèi)能內(nèi)能(ni nn)的導(dǎo)出的導(dǎo)出對于(duy)循環(huán)1a2c11 22 1()()0acQWQW對于(duy)循環(huán)1b2c11 22 1()()0bcQWQW1 21 2()()abQWQW0QW狀態(tài)參數(shù)pV12abc第8頁/共86頁第八頁，共86頁。內(nèi)能內(nèi)能(ni nn)及閉口系熱一及閉口系熱一律表達式律表達式定義(dngy) dU = Q - W 內(nèi)能U 狀態(tài)函數(shù) Q = dU + WQ = U + W閉口(b ku)

5、系熱一律表達式！兩種特例兩種特例 絕功系絕功系 Q = dU 絕熱系絕熱系 W = - dU第9頁/共86頁第九頁，共86頁。內(nèi)能內(nèi)能U U 的物理的物理(wl)(wl)意義意義dU = Q - W W Q dU 代表代表(dibio)某微元過程中系統(tǒng)通過邊界某微元過程中系統(tǒng)通過邊界交換的微熱量與微功量兩者之差值，也即系統(tǒng)內(nèi)交換的微熱量與微功量兩者之差值，也即系統(tǒng)內(nèi)部能量的變化。部能量的變化。 U 代表儲存于系統(tǒng)內(nèi)部代表儲存于系統(tǒng)內(nèi)部(nib)的能量的能量 內(nèi)儲存能（內(nèi)能、熱力學(xué)能）內(nèi)儲存能（內(nèi)能、熱力學(xué)能）第10頁/共86頁第十頁，共86頁。內(nèi)能內(nèi)能(ni nn(ni nn) )的組成的組成

6、分子動能分子動能(dngnng)分子位能分子位能 binding forces化學(xué)能化學(xué)能 chemical energy核能核能 nuclear energy內(nèi)能內(nèi)能(ni nn)microscopic forms of energy移動 translation轉(zhuǎn)動 rotation振動 vibration第11頁/共86頁第十一頁，共86頁。系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)總能總能 total energy外部外部(wib)儲存能儲存能macroscopic forms of energy宏觀宏觀(hnggun)動能動能 kinetic Ek= mc2/2宏觀宏觀(hnggun)位能位能 potent

7、ial Ep= mgz機械能機械能系統(tǒng)總能E = U + Ek + Epe = u + ek + ep一般與系統(tǒng)同坐標，常用U, dU, u, du第12頁/共86頁第十二頁，共86頁。內(nèi)能內(nèi)能(ni nn(ni nn) )的說明的說明 內(nèi)能(ni nn)是狀態(tài)量 state property U : 廣延(un yn)參數(shù) kJ u : 比參數(shù) kJ/kg 內(nèi)能總以變化量出現(xiàn)，內(nèi)能零點人為定第13頁/共86頁第十三頁，共86頁。熱一律熱一律(yl)的文字表達式的文字表達式熱一律熱一律(yl): 能量守恒與轉(zhuǎn)換定能量守恒與轉(zhuǎn)換定律律=進入系統(tǒng)的能量離開系統(tǒng)的能量系統(tǒng)內(nèi)部儲存能量的變化-Tota

8、l energy entering the systemTotal energy leaving the systemChange in the total energy of the system=-第14頁/共86頁第十四頁，共86頁。能量的傳遞(chund)和轉(zhuǎn)化一、能量傳遞一、能量傳遞(chund)的兩的兩種方式種方式 作功作功第15頁/共86頁第十五頁，共86頁。作功的說明(shumng)q“作功”是系統(tǒng)與外界間的一種(y zhn)(y zhn)相互作用，是越過系統(tǒng)邊界的能量交換。q 功是指作功過程中在傳遞著的能量的總稱，過程一旦結(jié)束就再無所謂功。q 機械能與機械功、電能與電功等同嗎

9、？q 系統(tǒng)是否作功應(yīng)以過程在外界所引起的效果來判斷，而不應(yīng)從系統(tǒng)的內(nèi)部去尋找依據(jù)，對系統(tǒng)的內(nèi)部來說無所謂“功”。q 功是有序能量傳遞。第16頁/共86頁第十六頁，共86頁。q過程功：按照系統(tǒng)在熱力過程中的狀態(tài)變化而應(yīng)該作出的功。q系統(tǒng)的過程功中通常可以區(qū)分為有用功和無用功的兩個部分。q對大氣所作的任何功是無用的，克服摩擦所作的功都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，因而也是無用的。q像設(shè)備從轉(zhuǎn)軸上傳出的軸功，提升重物所作的機械功，以及工質(zhì)本身的宏觀動能和重力位能的增加（可以利用(lyng)(lyng)相關(guān)機械設(shè)備進一步使之轉(zhuǎn)變?yōu)檩S功等機械功）都屬于系統(tǒng)所作的有用功。q有用功：技術(shù)上有用的，可以輸給功源的功。q功源：一

10、種可以向熱力系作功或從熱力系統(tǒng)接受功的外界物體或裝置。第17頁/共86頁第十七頁，共86頁。 傳熱(chun (chun r)r)系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)與外界之間的另一種相互與外界之間的另一種相互作用，是系統(tǒng)作用，是系統(tǒng)(xtng)與外界之間依靠溫差與外界之間依靠溫差進行的一種能量傳遞現(xiàn)象，所傳遞的能量進行的一種能量傳遞現(xiàn)象，所傳遞的能量稱為熱量。稱為熱量。熱能和熱量不是同一個概念熱能和熱量不是同一個概念溫差雖然是傳熱過程的推動勢差，但是溫差雖然是傳熱過程的推動勢差，但是(dnsh)系統(tǒng)溫度的系統(tǒng)溫度的變化與傳熱并無必然的聯(lián)系。變化與傳熱并無必然的聯(lián)系。熱能是微觀粒子無序紊亂運動的能量熱能是微觀

11、粒子無序紊亂運動的能量熱量符號規(guī)定：系統(tǒng)從外界吸熱為正；向外界放熱為負熱量符號規(guī)定：系統(tǒng)從外界吸熱為正；向外界放熱為負第18頁/共86頁第十八頁，共86頁。2-3 閉口系能量(nngling)方程 W Q一般一般(ybn)式式 Q = dU + W Q = U + W q = du + w q = u + w單位單位(dnwi)工質(zhì)工質(zhì)適用條件： 1）任何工質(zhì) 2) 任何過程Energy balance for closed systemPoint function-Exact differentials- dPath function-Inexact differentials- 第19頁/

12、共86頁第十九頁，共86頁。閉口閉口(b ku)系能量方程中系能量方程中的功的功功功 （ w） 是廣義是廣義(gungy)功功 閉口系與外界交換的功量閉口系與外界交換的功量q = du + w準靜態(tài)準靜態(tài)(jngti)容積變化功容積變化功 pdv拉伸功拉伸功 w拉伸拉伸= - dl表面張力功表面張力功 w表面張力表面張力= - dA w = pdv - dl - dA +.第20頁/共86頁第二十頁，共86頁。閉口閉口(b ku)系能量方程的系能量方程的通式通式q = du + w若在地球(dqi)上研究飛行器 q = de + w = du + dek + dep + w 工程(gngchn

13、g)熱力學(xué)用此式較少第21頁/共86頁第二十一頁，共86頁。準靜態(tài)和可逆閉口系能量準靜態(tài)和可逆閉口系能量(nngling)方程方程簡單可壓縮系準靜態(tài)簡單可壓縮系準靜態(tài)(jngti)過程過程 w = pdv簡單簡單(jindn)可壓縮系可逆可壓縮系可逆過程過程 q = Tdsq = du + pdv q = u + pdv熱一律解析式之一Tds = du + pdv Tds = u + pdv熱力學(xué)恒等式第22頁/共86頁第二十二頁，共86頁。門窗緊閉門窗緊閉(jn b)(jn b)房間用房間用電冰箱升溫電冰箱升溫以房間以房間(fngjin)為為系統(tǒng)系統(tǒng) 絕熱閉口(b ku)系閉口系能量方程QU

14、W 0Q 0UW 0W T電冰箱RefrigeratorIcebox第23頁/共86頁第二十三頁，共86頁。門窗緊閉門窗緊閉(jn b)(jn b)房間用房間用空調(diào)降溫空調(diào)降溫以房間以房間(fngjin)為為系統(tǒng)系統(tǒng) 閉口(b ku)系閉口系能量方程QUW 0Q UQ W0W T空調(diào) QQWAir-condition第24頁/共86頁第二十四頁，共86頁。 2-4 開口系能量(nngling)方程WnetQminmoutuinuoutgzingzout212inc212outc能量守恒原則能量守恒原則進入系統(tǒng)的能量進入系統(tǒng)的能量 -離開離開(l ki)系統(tǒng)的能系統(tǒng)的能量量 =系統(tǒng)儲存能量的變系

15、統(tǒng)儲存能量的變化化Energy balance for open system第25頁/共86頁第二十五頁，共86頁。推進推進(tujn)功的引入功的引入WnetQminmoutuinuoutgzingzout212inc212outc Q + min(u + c2/2 + gz)in- mout(u + c2/2 + gz)out - Wnet = dEcv這個這個(zh ge)(zh ge)結(jié)結(jié)果與實驗不符果與實驗不符少了推進(tujn)功第26頁/共86頁第二十六頁，共86頁。推進推進(tujn)功的表達式功的表達式推進功（流動推進功（流動(lidng)功、功、推動功）推動功）pApVd

16、l W推推 = p A dl = pV w推推= pv注意(zh y)： 不是 pdv v 沒有變化Flow work第27頁/共86頁第二十七頁，共86頁。對推進對推進(tujn)功的說明功的說明1、與宏觀流動有關(guān)(yugun)，流動停止，推進功不存在2、作用過程(guchng)中，工質(zhì)僅發(fā)生位置變化，無狀態(tài)變化3、w推pv與所處狀態(tài)有關(guān)，是狀態(tài)量4、并非工質(zhì)本身的能量（動能、位能）變化引起， 而由外界做出，流動工質(zhì)所攜帶的能量可理解為：可理解為：由于工質(zhì)的進出，外界與系統(tǒng)之間由于工質(zhì)的進出，外界與系統(tǒng)之間所傳遞的一種所傳遞的一種機械功機械功，表現(xiàn)為流動工質(zhì)進出系統(tǒng)，表現(xiàn)為流動工質(zhì)進出系統(tǒng)時

17、所時所攜帶攜帶和所和所傳遞傳遞的一種的一種能量能量第28頁/共86頁第二十八頁，共86頁。開口系能量開口系能量(nngling)方程的推導(dǎo)方程的推導(dǎo)WnetQpvinmoutuinuoutgzingzout212inc212outc Q + min(u + c2/2 + gz)in- mout(u + c2/2 + gz)out - Wnet = dEcvminpvout第29頁/共86頁第二十九頁，共86頁。開口系能量開口系能量(nngling)方程微分式方程微分式 Q + min(u + pv+c2/2 + gz)in - Wnet - mout(u + pv+c2/2 + gz)out

18、= dEcv工程工程(gngchng)上常用流率上常用流率0limQQ0limmm0limWW2cvout2innetind/2/2outQEupvcgzmupvcgzmW第30頁/共86頁第三十頁，共86頁。開口開口(ki ku)系能量方程微系能量方程微分式分式當(dāng)有多條進出口：當(dāng)有多條進出口：netcv2outout2inind/2/2QEWupvcgzmupvcgzm流動流動(lidng)時，總一時，總一起存在起存在第31頁/共86頁第三十一頁，共86頁。焓焓Enthalpy的引入的引入定義定義(dngy)：焓：焓 h = u + pvnetcv2outout2inind/2/2QEWup

19、vcgzmupvcgzmhh開口(ki ku)系能量方程第32頁/共86頁第三十二頁，共86頁。焓焓Enthalpy的的 說明說明(shumng) 定義(dngy)：h = u + pv kJ/kg H = U + pV kJ 1、焓是狀態(tài)(zhungti)量 state property2、H為廣延參數(shù) H=U+pV= m(u+pv)= mh h為比參數(shù)3、對流動工質(zhì)，焓代表能量(內(nèi)能+推進功) 對靜止工質(zhì)，焓不代表能量4 4、物理意義：開口系中隨工質(zhì)物理意義：開口系中隨工質(zhì)流動而攜帶流動而攜帶的、取決的、取決 于熱力狀態(tài)的于熱力狀態(tài)的能量能量。第33頁/共86頁第三十三頁，共86頁。2-5

20、 2-5 穩(wěn)定流動穩(wěn)定流動(lidng)(lidng)能量方程能量方程WnetQminmoutuinuoutgzingzout212inc212outc穩(wěn)定流動穩(wěn)定流動(lidng)條件條件1、outinmmm2、QConst3、netsWConstW軸功軸功Shaft work每截面每截面(jimin)狀狀態(tài)不變態(tài)不變4、,/0C VdEEnergy balance for steady-flow systems第34頁/共86頁第三十四頁，共86頁。穩(wěn)定流動(lidng)(lidng)的定義q當(dāng)流動系統(tǒng)中（包括進、出口截面上）各點的熱力學(xué)狀態(tài)及流動情況（流速、流向）不隨時間變化時，稱系統(tǒng)處

21、于(chy)穩(wěn)定流動1、系統(tǒng)各截面狀態(tài)參數(shù)不隨時間(shjin)變化2、系統(tǒng)與外界的能量交換不隨時間變化3、系統(tǒng)自身能量貯存與質(zhì)量貯存不隨時間變化第35頁/共86頁第三十五頁，共86頁。穩(wěn)定流動能量方程穩(wěn)定流動能量方程(fngchng)(fngchng)的推導(dǎo)的推導(dǎo)outinmmmQConstnetsWConstW,/0C VdEnetcv2outout2inind/2/2QEWhcgzmhcgzm穩(wěn)定穩(wěn)定(wndng)流流動條件動條件0mmsW第36頁/共86頁第三十六頁，共86頁。穩(wěn)定流動能量穩(wěn)定流動能量(nngling)(nngling)方程的推導(dǎo)方程的推導(dǎo)22soutin22ccQmh

22、gzhgzWQmqssWmw1kg工質(zhì)工質(zhì)22soutin22ccqhgzhgzw2s12qhcg zw 第37頁/共86頁第三十七頁，共86頁。穩(wěn)定穩(wěn)定(wndng)(wndng)流動能量流動能量方程方程2s12qhcg zw 適用適用(shyng)條件：條件：任何任何(rnh)流動流動工質(zhì)工質(zhì)任何穩(wěn)定流動過程任何穩(wěn)定流動過程Energy balance for steady-flow systems第38頁/共86頁第三十八頁，共86頁。技術(shù)技術(shù)(jsh)(jsh)功功 technology worktechnology work動能動能(dngnng)工程技術(shù)上可以工程技術(shù)上可以(ky)

23、直接利直接利用用軸功軸功機械能機械能2f12sQHm cmg zW 2f12sqhcgzw 位能位能tWtwtQm hW tqhw 第39頁/共86頁第三十九頁，共86頁。單位單位(dnwi)(dnwi)質(zhì)量工質(zhì)質(zhì)量工質(zhì)的開口與閉口的開口與閉口wsq穩(wěn)流開口穩(wěn)流開口(ki ku)系系tqhw quw 閉口閉口(b ku)系系(1kg)容積變化功容積變化功等價等價技術(shù)功技術(shù)功第40頁/共86頁第四十頁，共86頁。穩(wěn)流開口與閉口穩(wěn)流開口與閉口(b ku)(b ku)的能量方程的能量方程tqhw 容積容積(rngj)變變化功化功w技術(shù)技術(shù)(jsh)功功wtquw 閉口閉口穩(wěn)流開口穩(wěn)流開口等價等價軸功

24、軸功ws推進功推進功 (pv)幾種功的關(guān)系？幾種功的關(guān)系？第41頁/共86頁第四十一頁，共86頁。幾種幾種(j zhn(j zhn) )功的關(guān)系功的關(guān)系2t12swcg zw t()tqhwupvw quw ()twpvw wwt(pv) c2/2wsgz做功(zugng)的根源ws第42頁/共86頁第四十二頁，共86頁。對功的小結(jié)對功的小結(jié)(xioji)2、開口(ki ku)系，系統(tǒng)與外界交換的功為軸功ws3、一般情況、一般情況(qngkung)下忽略動、位能的變化下忽略動、位能的變化1、閉口系，系統(tǒng)與外界交換的功為容積變化功wwswt第43頁/共86頁第四十三頁，共86頁。簡單簡單(jin

25、dn)可壓縮系可逆過程可壓縮系可逆過程的技術(shù)功的技術(shù)功()tpdvd pvw()twpvw ()twd pvw可逆過程()()twpdvd pvpdvpdvvdpvdp twvdp 簡單(jindn)可壓縮系可逆過程qdupdvqdhvdp熱一律(yl)解析式之一熱一律解析式之二twvdp 第44頁/共86頁第四十四頁，共86頁。技術(shù)技術(shù)(jsh)(jsh)功在示功圖功在示功圖上的表示上的表示1 12 2ddv pp vp vp vt1 12 2wwp vp vt()wwpv121ba12341 140 1a 230 2b第45頁/共86頁第四十五頁，共86頁。機械能守恒機械能守恒(shu h

26、n(shu hn) )s2t2/wgdzdcvdpw對于流體對于流體(lit)流過管流過管道，道，0sw2102vdpdcgdz 壓力壓力(yl)能能 動能動能 位能位能機械能守恒2102dpdcdzgg伯努利方程Bernoullis equation第46頁/共86頁第四十六頁，共86頁。 2-6 穩(wěn)定流動能量穩(wěn)定流動能量(nngling)方程應(yīng)用舉例方程應(yīng)用舉例s22/wzgchq熱力學(xué)問題經(jīng)常熱力學(xué)問題經(jīng)常(jngchng)可忽略動、可忽略動、位能變化位能變化例：c1 = 1 m/s c2 = 30 m/s (c22 - c12) / 2 = 0.449 kJ/ kgz1 = 0 m z

27、2 = 30 mg ( z2 - z1) = 0.3 kJ/kg1bar下, 0 oC水的 h1 = 84 kJ/kg100 oC水蒸氣的 h2 = 2676 kJ/kgsqhw 第47頁/共86頁第四十七頁，共86頁。例例1 1：透平：透平(tu (tu pnpn)(Turbine)(Turbine)機械機械火力發(fā)電火力發(fā)電(hul fdin)核電核電飛機(fij)發(fā)動機輪船發(fā)動機移動電站 燃氣輪機蒸汽輪機Steam turbineGas turbine第48頁/共86頁第四十八頁，共86頁。透平透平(tu pn(tu pn)(Turbine)(Turbine)機械機械sqhw 1) 體積(

28、tj)不大2）流量(liling)大3）保溫層保溫層q 0ws = -h = h1 - h20輸出的軸功是靠焓降轉(zhuǎn)變的輸出的軸功是靠焓降轉(zhuǎn)變的第49頁/共86頁第四十九頁，共86頁。例例2 2：壓縮：壓縮(y su)(y su)機械機械 CompressorCompressor火力發(fā)電火力發(fā)電(hul fdin)核電核電飛機(fij)發(fā)動機輪船發(fā)動機移動電站 壓氣機水泵制冷制冷空調(diào)空調(diào)壓縮機第50頁/共86頁第五十頁，共86頁。壓縮壓縮(y su)(y su)機械機械sqhw 1) 體積(tj)不大2）流量(liling)大3）保溫層保溫層q 0ws = -h = h1 - h20輸入的軸功轉(zhuǎn)

29、變?yōu)殪噬斎氲妮S功轉(zhuǎn)變?yōu)殪噬?1頁/共86頁第五十一頁，共86頁。例例3 3：換熱設(shè)備：換熱設(shè)備(shbi)Heat (shbi)Heat ExchangersExchangers火力發(fā)電火力發(fā)電(hul fdin)：鍋爐(gul)、凝汽器核電：熱交換器、凝汽器制冷制冷空調(diào)空調(diào)蒸發(fā)器、冷凝器第52頁/共86頁第五十二頁，共86頁。換熱設(shè)備換熱設(shè)備(shbi)(shbi)熱流體熱流體(lit)放熱量：放熱量：沒有(mi yu)作功部件sqhw 熱流體熱流體冷流體冷流體h1h2s0w 21qhhh h1h2210qhhh 冷流體吸熱量：冷流體吸熱量：210qhhh 焓變第53頁/共86頁第五十三

30、頁，共86頁。例例4 4：噴管：噴管(pn (pn un)un)和和擴壓管擴壓管火力發(fā)電火力發(fā)電(hul fdin)蒸汽輪機靜葉核電飛機發(fā)動機輪船(lnchun)發(fā)動機移動電站 壓氣機靜葉Nozzles and Diffusers 第54頁/共86頁第五十四頁，共86頁。噴管噴管(pn (pn un)un)和擴壓和擴壓管管噴管噴管(pn un)目的：目的：壓力降低，速度(sd)提高擴壓管目的：動能與焓變相互轉(zhuǎn)換速度降低，壓力升高動能參與轉(zhuǎn)換，不能忽略動能參與轉(zhuǎn)換，不能忽略s0w 0q s22/wzgchq0g z 212ch 第55頁/共86頁第五十五頁，共86頁。例例5 5：絕熱節(jié)流：絕熱節(jié)

31、流(ji (ji li)Throttling Valvesli)Throttling Valves管道管道(gundo)閥閥門門制冷制冷(zhlng)空調(diào)空調(diào)膨脹閥、毛細管第56頁/共86頁第五十六頁，共86頁。絕熱節(jié)流絕熱節(jié)流(ji li)(ji li)絕熱節(jié)流過程，前后絕熱節(jié)流過程，前后h不變，但不變，但h不是不是(b shi)處處處處相等相等h1h2sqhw 沒有(mi yu)作功部件s0w 絕熱0q 0h 12hh第57頁/共86頁第五十七頁，共86頁。q例：已知新蒸汽進入(jnr)(jnr)汽輪機時的焓h1=3230kJ/kgh1=3230kJ/kg，流速c1=50m/sc1=50m

32、/s，乏汽流出汽輪機時的焓h2=2300kJ/kgh2=2300kJ/kg，流速c2=120m/sc2=120m/s。蒸汽流量為600t/h600t/h，試求： q(1)(1)汽輪機的功率； q(2)(2)忽略蒸汽進、出口動能變化引起的計算誤差。 212sqhcg zw 0 ,0qg z 2212212231()()21(32302300)(12050 ) 102924.05(/)swhhcckJ kg解：（1）第58頁/共86頁第五十八頁，共86頁。因，所以每小時在汽輪機中所做的功為：ssWmw38600 10924.055.54 10 (/ )smsWq wkJh蒸汽機的功率(gngl)為

33、：855.54 101.54 10 ()3600sWPkW222232111()(12050 ) 105.95(/)22cckJkg（2）忽略蒸汽(zhn q)進、出口時的動能差時，蒸汽(zhn q)進、出口的動能有：5.95/0.64%924.05/kJ kgkJ kg由此引起(ynq)的誤差為：第59頁/共86頁第五十九頁，共86頁。第二章第二章 小結(jié)小結(jié)(xioji) (xioji) SummarySummary1、本質(zhì)、本質(zhì)(bnzh)：能量守恒與轉(zhuǎn)：能量守恒與轉(zhuǎn)換定律換定律=進入系統(tǒng)的能量離開系統(tǒng)的能量系統(tǒng)內(nèi)部儲存能量的變化-第60頁/共86頁第六十頁，共86頁。第二章第二章 小結(jié)小

34、結(jié)(xioji)(xioji)2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用通用(tngyng)式式2、熱一律、熱一律(yl)表達式：表達式：cvnet2outout2inind/2/2QEWhcgzmhcgzm第61頁/共86頁第六十一頁，共86頁。第二章第二章 小結(jié)小結(jié)(xioji)(xioji)穩(wěn)流：穩(wěn)流：mmminoutdEcv / = 0s22/wzgchqtqhw 2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用通用(tngyng)式式第62頁/共86頁第六十二頁，共86頁。第二章第二章 小結(jié)小結(jié)(xioji)(xioji)閉口

35、閉口(b ku)系：系：outin0mm2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用通用(tngyng)式式netcvd/QEWQdEW第63頁/共86頁第六十三頁，共86頁。第二章第二章 小結(jié)小結(jié)(xioji)(xioji) 2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用通用(tngyng)式式循環(huán)(xnhun)dEcv = 0out = inQWQW第64頁/共86頁第六十四頁，共86頁。第二章第二章 小結(jié)小結(jié)(xioji)(xioji)孤立系：孤立系： 2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用通用

36、(tngyng)式式netoutin0QWmm0isodE第65頁/共86頁第六十五頁，共86頁。第二章第二章 小結(jié)小結(jié)(xioji)(xioji)3、熱力學(xué)第一、熱力學(xué)第一(dy)定律表達式和適用條件定律表達式和適用條件任何工質(zhì)，任何過程任何工質(zhì)，任何過程quw dqup v 任何工質(zhì)，任何工質(zhì)，可逆可逆過程過程s22/wzgchq任何工質(zhì)，任任何工質(zhì)，任何何穩(wěn)流穩(wěn)流過程過程sqhw 或或tqhw 忽略動、位忽略動、位能變化能變化第66頁/共86頁第六十六頁，共86頁。第二章第二章 小結(jié)小結(jié)(xioji)(xioji)qdupdvdhvdp4、可逆過程下兩個、可逆過程下兩個(lin )熱力學(xué)

37、微分熱力學(xué)微分關(guān)系式關(guān)系式 適合(shh)于閉口系統(tǒng)和穩(wěn)流開口系統(tǒng)后續(xù)很多式子基于此兩式第67頁/共86頁第六十七頁，共86頁。第二章第二章 小結(jié)小結(jié)(xioji)(xioji)5、u與與 h U, H 廣延(un yn)參數(shù) u, h 比參數(shù) U 系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)本身具有的內(nèi)部本身具有的內(nèi)部能量能量H 不是系統(tǒng)本身具有的能量， 開口系中隨工質(zhì)流動而攜帶的，取 決于狀態(tài)參數(shù)的能量 第68頁/共86頁第六十八頁，共86頁。第二章第二章 小結(jié)小結(jié)(xioji)(xioji)6、四種、四種(s zhn)功功的關(guān)系的關(guān)系 準靜態(tài)(jngti)下2t12swcg zw ()twpvw twvdp w

38、pdv閉口系過程開口系過程第69頁/共86頁第六十九頁，共86頁。第二章第二章 討論討論(toln) (toln) DiscussionDiscussion思考題思考題 工質(zhì)膨脹是否(sh fu)一定對外作功？做功對象(duxing)和做功部件定容過程是否一定不作功？開口系，技術(shù)功定溫過程是否一定不傳熱？相變過程（冰融化，水汽化）twvdp 水輪機第70頁/共86頁第七十頁，共86頁。第二章第二章 討論討論(toln)(toln)氣體(qt)被壓縮時一定消耗外功熱力學(xué)功指有用功p00WpdVp dV對外作功指有用功第71頁/共86頁第七十一頁，共86頁。第二章第二章 討論討論(toln)(to

39、ln)氣體邊膨脹(png zhng)邊放熱是可能的tQHW 對工質(zhì)加熱(ji r)，其溫度反而降低，這種情況不可能QUW 000第72頁/共86頁第七十二頁，共86頁。第二章第二章 小結(jié)小結(jié)(xioji)(xioji)循環(huán)(xnhun)121 2aUU121 2aWW1 21 21 2aaaQUW 121212QUW 思考題思考題4附圖附圖121 2aQQ121 2tt aWW121 2aHH 121212tQHW 1 21 21 2aat aQHW 0U0HtWWQ第73頁/共86頁第七十三頁，共86頁。P q 例：燃氣輪機(rnqlnj)循環(huán)7m671mmm1m7771166m hm qm hm hP第74頁/共86頁第七十四頁，共86頁。充氣問題充氣問題(wnt)(wnt)與取系與取系統(tǒng)統(tǒng)例例 儲氣罐原有氣體(qt)m0,u0輸氣管狀態(tài)(zhungti)不變，h經(jīng)時間充氣，關(guān)閥儲氣罐中氣體m求：儲氣罐中氣體內(nèi)能u 忽略動、位能變化，且管路、儲氣罐、閥門均絕熱m0,u0h第75頁/共86頁第七十五頁，共86頁。四種四種(s zhn(s zhn) )可取系可取系統(tǒng)統(tǒng)1）取儲氣罐為系統(tǒng)(xtng)開口(ki ku)系