教學(xué)第一章-工程熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)課件

第一章工程熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)熱力學(xué)定義：

研究熱能性質(zhì)及其轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)。工程熱力學(xué)主要包括三部分內(nèi)容：兩個(gè)基本定律——構(gòu)成工程熱力學(xué)理論基礎(chǔ)常用工質(zhì)的熱力性質(zhì)熱力過(guò)程和熱力循環(huán)——分析提高轉(zhuǎn)換效率的途徑第一章工程熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)熱力學(xué)定義：1能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系熱能電能機(jī)械能

風(fēng)能水能化學(xué)能核能地?zé)崮芴?yáng)能一次能源(天然存在)二次能源光電轉(zhuǎn)換燃料電池光熱聚變裂變?nèi)紵囁啓C(jī)風(fēng)車熱機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)90%轉(zhuǎn)換直接利用利用生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系熱能電能機(jī)械2工程熱力學(xué)與節(jié)能工程熱力學(xué)

是一門(mén)研究熱能有效利用及

熱能和其它形式能量轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)建立節(jié)能的理論基礎(chǔ)工程熱力學(xué)與節(jié)能工程熱力學(xué)建立節(jié)能的理論基礎(chǔ)3能源的資源石油世界50年我國(guó)探明可開(kāi)采儲(chǔ)量24億噸可開(kāi)采14年能源的資源石油世界50年我國(guó)探明可開(kāi)采儲(chǔ)量24億噸4能源的資源

我國(guó)探明可開(kāi)采儲(chǔ)量11704億m3可開(kāi)采28~58年天然氣世界60年能源的資源我國(guó)探明可開(kāi)采儲(chǔ)量11704億m3天然5能源的資源

我國(guó)探明可開(kāi)采儲(chǔ)量1145億噸可開(kāi)采54~81年

煤炭Coal世界220年能源短缺能源的資源我國(guó)探明可開(kāi)采儲(chǔ)量1145億噸煤炭6第一節(jié)氣體熱力性質(zhì)第一章-工程熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)課件7一、氣體的基本狀態(tài)參數(shù)1.壓力P氣體對(duì)單位面積容器壁施加的作用力單位：MPa

N/㎡表示方法：氣體施于器壁上壓力的實(shí)際數(shù)值——絕對(duì)壓力測(cè)量時(shí)壓力計(jì)的測(cè)量值——表壓力一、氣體的基本狀態(tài)參數(shù)1.壓力P8真空度

如果p>p0

p=

p0+pg

如果p<p0

p=

p0-pv

pp0pgppv真空度pp0pgppv92.溫度T表示氣體的冷熱程度熱力學(xué)溫度（T），單位：KT＝T0＋t(T0=273.15K)

當(dāng)兩個(gè)物體溫度不等時(shí)，就會(huì)發(fā)生熱交換2.溫度T10常用溫標(biāo)之間的關(guān)系絕對(duì)K攝氏℃

華氏F100373.150.01273.160273.15-17.80-273.1521237.8100032-459.67冰熔點(diǎn)水三相點(diǎn)鹽水熔點(diǎn)發(fā)燒水沸點(diǎn)常用溫標(biāo)之間的關(guān)系絕對(duì)K攝氏℃華氏F100373.150.113.比容v

單位質(zhì)量的物質(zhì)所占有的容積

v=V/m

ρ=m/V所以，v=1/ρ(互為倒數(shù)）3.比容v121.理想氣體假設(shè)在氣體內(nèi)部其分子不占有體積，分子間沒(méi)有吸引力。燃?xì)?、空氣等都近似看作理想氣體。理想氣體是實(shí)際氣體在低壓高溫時(shí)的抽象。

二、理想氣體狀態(tài)方程1.理想氣體二、理想氣體狀態(tài)方程132.理想氣體狀態(tài)方程式對(duì)于1kg理想氣體，其狀態(tài)方程為

pv=RT對(duì)于mkg理想氣體，其總?cè)莘e為V＝mv

mpv=mRT

pV=mRT(R被稱為氣體常數(shù)）2.理想氣體狀態(tài)方程式141.工質(zhì)：工程熱力學(xué)中，把實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的工作物質(zhì)稱為“工質(zhì)”。2.比熱：?jiǎn)挝涣康奈镔|(zhì)作單位溫度變化時(shí)所吸收或放出的熱量。C＝dq/dT三、工質(zhì)的比熱1.工質(zhì)：工程熱力學(xué)中，把實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的工作物質(zhì)153.定壓比熱Cp：氣體在壓力不變的條件下的比熱。Cp=Q/m(T2-T1)

3.定壓比熱Cp：164.定容比熱Cv：

氣體在容積不變的條件下的比熱。

Cv=Q/m(T2-T1)4.定容比熱Cv：

氣體在容積不變的條件下的比175.比熱比：K=Cp/Cv———絕熱指數(shù)Cp-Cv=RR——常數(shù)5.比熱比：18cv和cp的說(shuō)明(不清楚)適用于任何氣體。cv物理意義：v時(shí)1kg工質(zhì)升高1K內(nèi)能的增加量cp物理意義：p時(shí)1kg工質(zhì)升高1K焓的增加量cv和cp的說(shuō)明(不清楚)適用于任何氣體。cv物理意義：v19四、熱力系統(tǒng)與熱力過(guò)程系統(tǒng)（System）

在科學(xué)研究時(shí)必須先確定研究對(duì)象，把一部分物質(zhì)與其余分開(kāi)，這種分離可以是實(shí)際的，也可以是想象的。這種被劃定的研究對(duì)象稱為系統(tǒng)，亦稱為物系或體系。四、熱力系統(tǒng)與熱力過(guò)程系統(tǒng)（System）在科學(xué)研究時(shí)20

1.熱力系統(tǒng)在熱力學(xué)中，把某一宏觀尺寸范圍內(nèi)的工質(zhì)作為研究對(duì)象，稱為熱力系統(tǒng)。

人為地研究對(duì)象

1.熱力系統(tǒng)21熱力系統(tǒng)分類以系統(tǒng)與外界關(guān)系劃分：

有無(wú)是否傳質(zhì)開(kāi)口系

閉口系是否傳熱非絕熱系絕熱系是否傳功非絕功系絕功系是否傳熱、功、質(zhì)非孤立系孤立系熱力系統(tǒng)分類以系統(tǒng)與外界關(guān)系劃分：22外界：系統(tǒng)以外的所有物質(zhì)邊界(界面)：系統(tǒng)與外界的分界面系統(tǒng)與外界的作用都通過(guò)邊界外界：系統(tǒng)以外的所有物質(zhì)邊界(界面)：系統(tǒng)與外界的分界面系統(tǒng)231234mQW1

開(kāi)口系熱力系統(tǒng)非孤立系＋相關(guān)外界＝孤立系1+2

閉口系1+2+3

絕熱閉口系1+2+3+4孤立系1234mQW1開(kāi)口系熱力系統(tǒng)非孤立系＋相關(guān)外界1+224（1）開(kāi)口系（敞開(kāi)系統(tǒng)）

系統(tǒng)與環(huán)境（外界）之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換。（1）開(kāi)口系（敞開(kāi)系統(tǒng)）25（2）閉口系（封閉系統(tǒng)）

系統(tǒng)與環(huán)境之間無(wú)物質(zhì)交換，但有能量交換。（2）閉口系（封閉系統(tǒng)）26（3）孤立系

系統(tǒng)與環(huán)境之間既無(wú)物質(zhì)交換，又無(wú)能量交換，故又稱為隔離系統(tǒng)。有時(shí)把封閉系統(tǒng)和系統(tǒng)影響所及的環(huán)境一起作為孤立系統(tǒng)來(lái)考慮。（3）孤立系272.熱力過(guò)程

是指熱力系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)向另一個(gè)狀態(tài)變化時(shí)所經(jīng)歷的全部狀態(tài)的總和。

2.熱力過(guò)程28平衡狀態(tài)在不受外界影響的條件下（重力場(chǎng)除外），如果系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間變化，則該系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。溫差熱不平衡勢(shì)熱平衡力平衡壓差力不平衡勢(shì)平衡狀態(tài)在不受外界影響的條件下（重力場(chǎng)除29平衡與穩(wěn)定穩(wěn)定：參數(shù)不隨時(shí)間變化穩(wěn)定但存在不平衡勢(shì)差去掉外界影響，則狀態(tài)變化若以（熱源+銅棒+冷源）為系統(tǒng)，又如何？穩(wěn)定不一定平衡，但平衡一定穩(wěn)定平衡與穩(wěn)定穩(wěn)定：參數(shù)不隨時(shí)間變化穩(wěn)定但存在不平衡勢(shì)差去掉外界30若組成熱力系統(tǒng)的各部分之間沒(méi)有熱量的傳遞，系統(tǒng)就處于熱的平衡；各部分之間沒(méi)有相對(duì)位移，系統(tǒng)就處于力的平衡。若同時(shí)具備了熱和力的平衡，系統(tǒng)就處于熱力平衡。若組成熱力系統(tǒng)的各部分之間沒(méi)有熱量的傳遞，系統(tǒng)就處于熱的平衡31為什么引入平衡概念？如果系統(tǒng)平衡，可用一組確切的參數(shù)（壓力、溫度）描述但平衡狀態(tài)是死態(tài)，沒(méi)有能量交換能量交換狀態(tài)變化破壞平衡如何描述為什么引入平衡概念？如果系統(tǒng)平衡，可用一組確32可逆過(guò)程系統(tǒng)經(jīng)歷某一過(guò)程后，如果能使系統(tǒng)與外界同時(shí)恢復(fù)到初始狀態(tài)，而不留下任何痕跡，則此過(guò)程為可逆過(guò)程。可逆過(guò)程系統(tǒng)經(jīng)歷某一過(guò)程后，如果能使系統(tǒng)與外界同時(shí)恢復(fù)到初始33可逆過(guò)程假設(shè)系統(tǒng)經(jīng)歷平衡過(guò)程1－2，由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，對(duì)外做功W。如果外界給以相同壓縮功使系統(tǒng)從狀態(tài)2反向回到狀態(tài)1，系統(tǒng)的各參數(shù)不變，這樣的過(guò)程稱為可逆過(guò)程。vpp1p212v1v2可逆過(guò)程假設(shè)系統(tǒng)經(jīng)歷平衡過(guò)程1－2，由狀態(tài)1變化到狀34引入可逆過(guò)程的意義可逆過(guò)程的功與熱完全可用系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)表達(dá)，可不考慮系統(tǒng)與外界的復(fù)雜關(guān)系，易分析。實(shí)際過(guò)程不是可逆過(guò)程，但為了研究方便，先按理想情況（可逆過(guò)程）處理，用系統(tǒng)參數(shù)加以分析，然后考慮不可逆因素加以修正。引入可逆過(guò)程的意義可逆過(guò)程的功與熱完全可用系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)35第二節(jié)熱力學(xué)第一定律

到1850年，科學(xué)界公認(rèn)能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律之一。能量守恒與轉(zhuǎn)化定律可表述為：

自然界的一切物質(zhì)都具有能量，能量有各種不同形式，能夠從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量的總值不變。第二節(jié)熱力學(xué)第一定律到1850年，科學(xué)界公認(rèn)能量36

在熱能與其他形式能的互相轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，能的總量保持不變。其實(shí)質(zhì)就是熱力過(guò)程中的

能量守恒和轉(zhuǎn)換定律能量守恒和轉(zhuǎn)換定律在熱力過(guò)程中的應(yīng)用。熱力學(xué)宏觀分析方法的主要依據(jù)之一。在熱能與其他形式能的互相轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，能的總量保37要想得到功，必須化費(fèi)熱能或其它能量

第一定律又可表述為“第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的”

一種既不靠外界提供能量，本身也不減少能量，卻可以不斷對(duì)外作功的機(jī)器稱為第一類永動(dòng)機(jī)。要想得到功，第一定律又可表述為“第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的38=進(jìn)入系統(tǒng)的能量離開(kāi)系統(tǒng)的能量系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)存能量的變化-=進(jìn)入系統(tǒng)的能量離開(kāi)系統(tǒng)的能量系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)存能量的變化-39一、功、熱量、內(nèi)能1.功

功的力學(xué)定義：力在力方向上的位移

功的熱力學(xué)定義：功是系統(tǒng)與外界相互作用的一種方式，在力的推動(dòng)下，通過(guò)有序運(yùn)動(dòng)方式傳遞的能量。一、功、熱量、內(nèi)能1.功40

41功的一般表達(dá)式：dw=Fdx熱力學(xué)的常用表達(dá)式——工質(zhì)的膨脹功dw=pAdx=pdvw=∫v1v2pdvW=mw=m∫V1V2pdV功的一般表達(dá)式：422.熱量

熱量是熱力系統(tǒng)與外界相互作用的另一種方式，在溫差的推動(dòng)下，以微觀無(wú)序運(yùn)動(dòng)方式傳遞的能量。2.熱量43功與熱的區(qū)別：功：兩物體間通過(guò)宏觀的運(yùn)動(dòng)發(fā)生相互作用而傳遞能量；熱量：兩物體間通過(guò)微觀的分子運(yùn)動(dòng)發(fā)生相互作用而傳遞能量。規(guī)定：系統(tǒng)吸熱時(shí)為正

Q>0系統(tǒng)放熱時(shí)為負(fù)

Q<0功與熱的區(qū)別：443.內(nèi)能工質(zhì)內(nèi)部具有的各種能量（動(dòng)能、勢(shì)能）總稱為工質(zhì)的內(nèi)能。（化學(xué)能、核能等不予考慮）

△U=U2-U1(只與初始狀態(tài)有關(guān)，與過(guò)程無(wú)關(guān)）3.內(nèi)能45熱量如何表達(dá)？熱量是否可以用類似于功的式子表示？？引入“熵”熱量如何表達(dá)？熱量是否可以用類似于功的式子表示？46W=FdxQ=TdsS—熵系統(tǒng)吸熱時(shí)為正

Q>0dS>0系統(tǒng)放熱時(shí)為負(fù)

Q<0dS<0W=Fdx47熵的說(shuō)明1.熵是狀態(tài)參數(shù)

2.熵的物理意義：熵體現(xiàn)了可逆過(guò)程

傳熱的大小與方向3.用途：判斷熱量方向計(jì)算可逆過(guò)程的傳熱量熵的說(shuō)明1.熵是狀態(tài)參數(shù)2.熵的物理意義：熵體現(xiàn)了可逆過(guò)程48示功圖與示熱圖pVWTSQ

示功圖溫熵(示熱)圖示功圖與示熱圖pVWTSQ示功圖溫熵(示熱)圖49二、封閉系統(tǒng)的能量方程

q

=Δu+w

q:外界加給每千克工質(zhì)的熱量

w:每千克工質(zhì)對(duì)外所做的功Δu：每千克工質(zhì)內(nèi)能的增加——熱力學(xué)第一定律解析式對(duì)于mkg工質(zhì)來(lái)說(shuō)，Q=ΔU+W二、封閉系統(tǒng)的能量方程q=Δu+w50第一章工程熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)熱力學(xué)定義：

研究熱能性質(zhì)及其轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)。工程熱力學(xué)主要包括三部分內(nèi)容：兩個(gè)基本定律——構(gòu)成工程熱力學(xué)理論基礎(chǔ)常用工質(zhì)的熱力性質(zhì)熱力過(guò)程和熱力循環(huán)——分析提高轉(zhuǎn)換效率的途徑第一章工程熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)熱力學(xué)定義：51能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系熱能電能機(jī)械能

風(fēng)能水能化學(xué)能核能地?zé)崮芴?yáng)能一次能源(天然存在)二次能源光電轉(zhuǎn)換燃料電池光熱聚變裂變?nèi)紵囁啓C(jī)風(fēng)車熱機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)90%轉(zhuǎn)換直接利用利用生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系熱能電能機(jī)械52工程熱力學(xué)與節(jié)能工程熱力學(xué)

是一門(mén)研究熱能有效利用及

熱能和其它形式能量轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)建立節(jié)能的理論基礎(chǔ)工程熱力學(xué)與節(jié)能工程熱力學(xué)建立節(jié)能的理論基礎(chǔ)53能源的資源石油世界50年我國(guó)探明可開(kāi)采儲(chǔ)量24億噸可開(kāi)采14年能源的資源石油世界50年我國(guó)探明可開(kāi)采儲(chǔ)量24億噸54能源的資源

我國(guó)探明可開(kāi)采儲(chǔ)量11704億m3可開(kāi)采28~58年天然氣世界60年能源的資源我國(guó)探明可開(kāi)采儲(chǔ)量11704億m3天然55能源的資源

我國(guó)探明可開(kāi)采儲(chǔ)量1145億噸可開(kāi)采54~81年

煤炭Coal世界220年能源短缺能源的資源我國(guó)探明可開(kāi)采儲(chǔ)量1145億噸煤炭56第一節(jié)氣體熱力性質(zhì)第一章-工程熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)課件57一、氣體的基本狀態(tài)參數(shù)1.壓力P氣體對(duì)單位面積容器壁施加的作用力單位：MPa

N/㎡表示方法：氣體施于器壁上壓力的實(shí)際數(shù)值——絕對(duì)壓力測(cè)量時(shí)壓力計(jì)的測(cè)量值——表壓力一、氣體的基本狀態(tài)參數(shù)1.壓力P58真空度

如果p>p0

p=

p0+pg

如果p<p0

p=

p0-pv

pp0pgppv真空度pp0pgppv592.溫度T表示氣體的冷熱程度熱力學(xué)溫度（T），單位：KT＝T0＋t(T0=273.15K)

當(dāng)兩個(gè)物體溫度不等時(shí)，就會(huì)發(fā)生熱交換2.溫度T60常用溫標(biāo)之間的關(guān)系絕對(duì)K攝氏℃

華氏F100373.150.01273.160273.15-17.80-273.1521237.8100032-459.67冰熔點(diǎn)水三相點(diǎn)鹽水熔點(diǎn)發(fā)燒水沸點(diǎn)常用溫標(biāo)之間的關(guān)系絕對(duì)K攝氏℃華氏F100373.150.613.比容v

單位質(zhì)量的物質(zhì)所占有的容積

v=V/m

ρ=m/V所以，v=1/ρ(互為倒數(shù)）3.比容v621.理想氣體假設(shè)在氣體內(nèi)部其分子不占有體積，分子間沒(méi)有吸引力。燃?xì)?、空氣等都近似看作理想氣體。理想氣體是實(shí)際氣體在低壓高溫時(shí)的抽象。

二、理想氣體狀態(tài)方程1.理想氣體二、理想氣體狀態(tài)方程632.理想氣體狀態(tài)方程式對(duì)于1kg理想氣體，其狀態(tài)方程為

pv=RT對(duì)于mkg理想氣體，其總?cè)莘e為V＝mv

mpv=mRT

pV=mRT(R被稱為氣體常數(shù)）2.理想氣體狀態(tài)方程式641.工質(zhì)：工程熱力學(xué)中，把實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的工作物質(zhì)稱為“工質(zhì)”。2.比熱：?jiǎn)挝涣康奈镔|(zhì)作單位溫度變化時(shí)所吸收或放出的熱量。C＝dq/dT三、工質(zhì)的比熱1.工質(zhì)：工程熱力學(xué)中，把實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的工作物質(zhì)653.定壓比熱Cp：氣體在壓力不變的條件下的比熱。Cp=Q/m(T2-T1)

3.定壓比熱Cp：664.定容比熱Cv：

氣體在容積不變的條件下的比熱。

Cv=Q/m(T2-T1)4.定容比熱Cv：

氣體在容積不變的條件下的比675.比熱比：K=Cp/Cv———絕熱指數(shù)Cp-Cv=RR——常數(shù)5.比熱比：68cv和cp的說(shuō)明(不清楚)適用于任何氣體。cv物理意義：v時(shí)1kg工質(zhì)升高1K內(nèi)能的增加量cp物理意義：p時(shí)1kg工質(zhì)升高1K焓的增加量cv和cp的說(shuō)明(不清楚)適用于任何氣體。cv物理意義：v69四、熱力系統(tǒng)與熱力過(guò)程系統(tǒng)（System）

在科學(xué)研究時(shí)必須先確定研究對(duì)象，把一部分物質(zhì)與其余分開(kāi)，這種分離可以是實(shí)際的，也可以是想象的。這種被劃定的研究對(duì)象稱為系統(tǒng)，亦稱為物系或體系。四、熱力系統(tǒng)與熱力過(guò)程系統(tǒng)（System）在科學(xué)研究時(shí)70

1.熱力系統(tǒng)在熱力學(xué)中，把某一宏觀尺寸范圍內(nèi)的工質(zhì)作為研究對(duì)象，稱為熱力系統(tǒng)。

人為地研究對(duì)象

1.熱力系統(tǒng)71熱力系統(tǒng)分類以系統(tǒng)與外界關(guān)系劃分：

有無(wú)是否傳質(zhì)開(kāi)口系

閉口系是否傳熱非絕熱系絕熱系是否傳功非絕功系絕功系是否傳熱、功、質(zhì)非孤立系孤立系熱力系統(tǒng)分類以系統(tǒng)與外界關(guān)系劃分：72外界：系統(tǒng)以外的所有物質(zhì)邊界(界面)：系統(tǒng)與外界的分界面系統(tǒng)與外界的作用都通過(guò)邊界外界：系統(tǒng)以外的所有物質(zhì)邊界(界面)：系統(tǒng)與外界的分界面系統(tǒng)731234mQW1

開(kāi)口系熱力系統(tǒng)非孤立系＋相關(guān)外界＝孤立系1+2

閉口系1+2+3

絕熱閉口系1+2+3+4孤立系1234mQW1開(kāi)口系熱力系統(tǒng)非孤立系＋相關(guān)外界1+274（1）開(kāi)口系（敞開(kāi)系統(tǒng)）

系統(tǒng)與環(huán)境（外界）之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換。（1）開(kāi)口系（敞開(kāi)系統(tǒng)）75（2）閉口系（封閉系統(tǒng)）

系統(tǒng)與環(huán)境之間無(wú)物質(zhì)交換，但有能量交換。（2）閉口系（封閉系統(tǒng)）76（3）孤立系

系統(tǒng)與環(huán)境之間既無(wú)物質(zhì)交換，又無(wú)能量交換，故又稱為隔離系統(tǒng)。有時(shí)把封閉系統(tǒng)和系統(tǒng)影響所及的環(huán)境一起作為孤立系統(tǒng)來(lái)考慮。（3）孤立系772.熱力過(guò)程

是指熱力系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)向另一個(gè)狀態(tài)變化時(shí)所經(jīng)歷的全部狀態(tài)的總和。

2.熱力過(guò)程78平衡狀態(tài)在不受外界影響的條件下（重力場(chǎng)除外），如果系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間變化，則該系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。溫差熱不平衡勢(shì)熱平衡力平衡壓差力不平衡勢(shì)平衡狀態(tài)在不受外界影響的條件下（重力場(chǎng)除79平衡與穩(wěn)定穩(wěn)定：參數(shù)不隨時(shí)間變化穩(wěn)定但存在不平衡勢(shì)差去掉外界影響，則狀態(tài)變化若以（熱源+銅棒+冷源）為系統(tǒng)，又如何？穩(wěn)定不一定平衡，但平衡一定穩(wěn)定平衡與穩(wěn)定穩(wěn)定：參數(shù)不隨時(shí)間變化穩(wěn)定但存在不平衡勢(shì)差去掉外界80若組成熱力系統(tǒng)的各部分之間沒(méi)有熱量的傳遞，系統(tǒng)就處于熱的平衡；各部分之間沒(méi)有相對(duì)位移，系統(tǒng)就處于力的平衡。若同時(shí)具備了熱和力的平衡，系統(tǒng)就處于熱力平衡。若組成熱力系統(tǒng)的各部分之間沒(méi)有熱量的傳遞，系統(tǒng)就處于熱的平衡81為什么引入平衡概念？如果系統(tǒng)平衡，可用一組確切的參數(shù)（壓力、溫度）描述但平衡狀態(tài)是死態(tài)，沒(méi)有能量交換能量交換狀態(tài)變化破壞平衡如何描述為什么引入平衡概念？如果系統(tǒng)平衡，可用一組確82可逆過(guò)程系統(tǒng)經(jīng)歷某一過(guò)程后，如果能使系統(tǒng)與外界同時(shí)恢復(fù)到初始狀態(tài)，而不留下任何痕跡，則此過(guò)程為可逆過(guò)程?？赡孢^(guò)程系統(tǒng)經(jīng)歷某一過(guò)程后，如果能使系統(tǒng)與外界同時(shí)恢復(fù)到初始83可逆過(guò)程假設(shè)系統(tǒng)經(jīng)歷平衡過(guò)程1－2，由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，對(duì)外做功W。如果外界給以相同壓縮功使系統(tǒng)從狀態(tài)2反向回到狀態(tài)1，系統(tǒng)的各參數(shù)不變，這樣的過(guò)程稱為可逆過(guò)程。vpp1p212v1v2可逆過(guò)程假設(shè)系統(tǒng)經(jīng)歷平衡過(guò)程1－2，由狀態(tài)1變化到狀84引入可逆過(guò)程的意義可逆過(guò)程的功與熱完全可用系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)表達(dá)，可不考慮系統(tǒng)與外界的復(fù)雜關(guān)系，易分析。實(shí)際過(guò)程不是可逆過(guò)程，但為了研究方便，先按理想情況（可逆過(guò)程）處理，用系統(tǒng)參數(shù)加以分析，然后考慮不可逆因素加以修正。引入可逆過(guò)程的意義可逆過(guò)程的功與熱完全可用系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)85第二節(jié)熱力學(xué)第一定律

到1850年，科學(xué)界公認(rèn)能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律之一。能量守恒與轉(zhuǎn)化定律可表述為：

自然界的一切物質(zhì)都具有能量，能量有各種不同形式，能夠從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量的總值不變。第二節(jié)熱力學(xué)第一定律到1850年，科學(xué)界公認(rèn)能量86

在熱能與其他形式能的互相轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，能的總量保持不變。其實(shí)質(zhì)就是熱力過(guò)程中的

能量守恒和轉(zhuǎn)換定律能量守恒和轉(zhuǎn)換定律在熱力過(guò)程中的應(yīng)用。熱力學(xué)宏觀分析方法的主要依據(jù)之一。在熱能與其他形式能的互相轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，能的總量保87要想得到功，必須化費(fèi)熱能或其它能量

第一定律又可表述為“第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的”

一種既不靠外界提供能量，本身也不減少能量，卻可以不斷對(duì)外作功的機(jī)器稱為第一類永動(dòng)機(jī)。要想得到功，第一定律又可表述為“第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的88=進(jìn)入系統(tǒng)的能量離開(kāi)系統(tǒng)的能量系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)存能量的變化-=進(jìn)入系統(tǒng)的能量離開(kāi)系統(tǒng)的能量系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)存能量的變化-