內(nèi)能與焓及熱力學(xué)第一定律的三個(gè)能量方程式的理解-(自己制作-質(zhì)量保證)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)內(nèi)能與焓及熱力學(xué)第一定律的三個(gè)能量方程式的理解 作者：*【作者單位】* 地址：*郵編：*【摘要】：定義內(nèi)能與焓，其次能量守恒定與轉(zhuǎn)換定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用，構(gòu)成了熱力學(xué)第一定律，它確定了熱力過(guò)程中熱力系統(tǒng)與外界進(jìn)行能量交換時(shí)，各種形式能量在數(shù)量上的守恒關(guān)系。熱力學(xué)第一定律的能量方程式就是系統(tǒng)變化過(guò)程中的能量平衡方程式,熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于不同熱力系統(tǒng)時(shí)，可得到不同的能量方程?！娟P(guān)鍵詞】?jī)?nèi)能，焓，熱力學(xué)第一定律，能量方程式Internal energy and enthal

2、py and the understanding for the three energy equation of The first law of thermodynamics Author: *The author unit ：* Address: * code: *Abstract：Definition of internal energy and enthalpy，then the use of Energy conservation and conversion law in thermodynamics Constitute the first law of thermodynam

3、ics，It identifies in the thermal process of thermodynamic system and external exchange energy, the various forms of energy in a number of conservation. The first law of thermodynamics energy equation is the energy balance equation In the process of system change. When The first law of thermodynamics

4、 applied to different thermodynamic systems, We can get different energy equation. Keywords: Internal energy；Enthalpy；The first law of thermodynamics；Energy equation內(nèi)動(dòng)能、內(nèi)位能及維持一定分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)能和原子核內(nèi)部的原子能等一起構(gòu)成內(nèi)部?jī)?chǔ)存能，統(tǒng)稱(chēng)熱力學(xué)能，即內(nèi)能。內(nèi)能U 是狀態(tài)函數(shù)，其變化只取決于始終態(tài)，是下列各種能量的總和：分子熱運(yùn)動(dòng)形成的內(nèi)動(dòng)能，它是溫度的函數(shù)；分子間相互作用形成的內(nèi)位能，它是比體積的函數(shù)；維持一定分子結(jié)構(gòu)

5、的化學(xué)能，原子核內(nèi)部的原子能及電磁場(chǎng)作用下的電磁能等。在無(wú)化學(xué)變化及原子核反應(yīng)的過(guò)程中，熱力學(xué)能的變化只是內(nèi)動(dòng)能及內(nèi)位能的變化。我國(guó)法定的熱力學(xué)能計(jì)量單位是焦耳（J），物質(zhì)的熱力學(xué)能稱(chēng)為比熱力學(xué)能，用符號(hào)u表示，單位。 工質(zhì)在流經(jīng)一個(gè)開(kāi)口系統(tǒng)時(shí)，進(jìn)入（或帶出）系統(tǒng)的能量除工質(zhì)本身具有的熱力學(xué)能，工質(zhì)還有在開(kāi)口系統(tǒng)中流動(dòng)而傳遞的推動(dòng)功，我們就把這些工質(zhì)流經(jīng)一個(gè)開(kāi)口系統(tǒng)時(shí)的能量總和叫做焓，用大寫(xiě)字母表示。工質(zhì)的焓稱(chēng)為比焓，用小寫(xiě)字母表示，焓的單位為焦耳（J），比焓的單位是， 焓是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。 熱力學(xué)第一定律表述之一：自然界一切物質(zhì)都有能量，能量有各種不同形式并可互相轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中總值不變（即

6、能量守恒與轉(zhuǎn)化定律）。 表述之二：第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是造不成的。熱力學(xué)第一定律的能量方程式就是系統(tǒng)變化過(guò)程中的能量平衡方程式，是分析狀態(tài)變化過(guò)程的根本方程式。它可從系統(tǒng)在狀態(tài)變化過(guò)程中各項(xiàng)能量的變化和它們的總量守恒這一原則推出。這一原則應(yīng)用于系統(tǒng)中的能量變化時(shí)可寫(xiě)成：進(jìn)入系統(tǒng)的能量離開(kāi)系統(tǒng)的能量系統(tǒng)中儲(chǔ)存能量的增加。對(duì)于閉口系統(tǒng)：進(jìn)入和離開(kāi)系統(tǒng)的能量只包括熱量和做功兩項(xiàng)。對(duì)于開(kāi)口系統(tǒng)：有物質(zhì)進(jìn)出分界面，所以進(jìn)入系統(tǒng)的能量和離開(kāi)系統(tǒng)的能量除以上兩項(xiàng)外，還有隨同物質(zhì)帶進(jìn)、帶出系統(tǒng)的能量。所以，熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于不同熱力系統(tǒng)時(shí)，可得到不同的能量方程。對(duì)于封閉系統(tǒng)，熱力學(xué)第一定律可表達(dá)為 QU +W 或Q

7、dU +W, 它表明向系統(tǒng)輸入的熱量Q,等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量U 和系統(tǒng)對(duì)外界做功W之和。由于該能量方程是直接根據(jù)能量守恒原理建立起來(lái)的，因此，能量方程適用于閉口系統(tǒng)任何工質(zhì)的各種熱力過(guò)程，無(wú)論過(guò)程可逆還是不可逆。 對(duì)于可逆過(guò)程，由于w=pdv 或w=,于是有：q=du + p dv 或q =u+.由于熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能必須通過(guò)工質(zhì)膨脹才能實(shí)現(xiàn)，因此，閉口系統(tǒng)能量方程反映了熱工轉(zhuǎn)換的實(shí)質(zhì)，是熱力學(xué)第一定律的基本方程式。對(duì)于非封閉系統(tǒng)（即開(kāi)口系統(tǒng)）而言，系統(tǒng)總能量的增加來(lái)源于兩部分：一部分是由外界接受的熱量與系統(tǒng)對(duì)外做功二者之差的凈能量；一部分是流入與流出系統(tǒng)的工質(zhì)所帶入系統(tǒng)的凈能量。開(kāi)口系統(tǒng)與外界間

8、所傳遞的功有兩部分：開(kāi)口系統(tǒng)和外界間通過(guò)進(jìn)、出口截面以外的外界所傳遞的功，被稱(chēng)為軸功；在進(jìn)、出口截面上為推動(dòng)工質(zhì)進(jìn)、出系統(tǒng)所傳遞的功，被稱(chēng)為推動(dòng)功。 . 動(dòng)力機(jī)械在一個(gè)工作周期中獲得的功稱(chēng)為技術(shù)功，用 表示 , . 能量方程式對(duì)于不穩(wěn)定流動(dòng)和穩(wěn)定流動(dòng)，可逆與不可逆過(guò)程都適用，也能適用于閉口系統(tǒng)。對(duì)于（開(kāi)口系統(tǒng)）穩(wěn)定流動(dòng)能量方程：根據(jù)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況特征可知：同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)出控制體界面及流過(guò)系統(tǒng)內(nèi)任何斷面的質(zhì)量均相等，即：m1=m2=m;同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入控制體的能量和離開(kāi)控制體的能量相等，因而控制體內(nèi)能量保持一定。即：dEc=o. 對(duì)于微元熱力過(guò)程：q=dh+1/2dc2+gdz+ws. 開(kāi)口系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程的表達(dá)式，普遍適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流各種熱力過(guò)程?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1、物理學(xué)教程馬文蔚，第二版，高等教育出版社 2010年