吉林大學(xué)工程熱力學(xué)課件工程熱力學(xué)第一講

工程熱力學(xué)B主講：劉研

汽車工程學(xué)院熱能工程系12/12/20221成績分布考試成績70分平時(shí)成績15分實(shí)驗(yàn)成績5分素質(zhì)成績10分12/12/20222教材：《工程熱力學(xué)》華自強(qiáng)張忠進(jìn)編

高等教育出版社出版《工程熱力學(xué)》沈維道編高等教育出版社出版參考書：《工程熱力學(xué)》朱明善等編清華大學(xué)出版社出版12/12/20223緒論（課程研究的主要任務(wù)）

工程熱力學(xué)主要研究熱能和機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律及提高能量轉(zhuǎn)換經(jīng)濟(jì)性的途徑和技術(shù)措施。返回鏈接12/12/20224:物體的動(dòng)能與勢能；：物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與位能之和；：與電荷的運(yùn)動(dòng)和積蓄有關(guān)的能量；：通過化學(xué)反應(yīng)釋放的能量；：通過核反應(yīng)釋放的能量；二.能量的主要形式

:機(jī)械能熱能電能化學(xué)能核能輻射能：物體以電磁波的形式發(fā)射的能量。能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的度量。一.能量:

12/12/20225三.能量的轉(zhuǎn)換與利用氫、酒精等二次能源

燃料電池

電能機(jī)械能輻射能熱能風(fēng)能、水能、海洋能

機(jī)械

機(jī)械能直接利用發(fā)電機(jī)煤、石油、天然氣

熱能熱機(jī)直接利用核能核反應(yīng)太陽能光合作用生物質(zhì)能燃燒食物利用集熱器光電池90％燃燒12/12/20226四.熱能利用的基本方式1.熱利用：燒飯、蒸煮、采暖、烘干、熔煉等；2.動(dòng)力利用：將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或者再通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能加以利用。

12/12/202271.研究能量轉(zhuǎn)換的客觀規(guī)律；五.工程熱力學(xué)課程的主要內(nèi)容2.研究各種熱力裝置的工作過程；3.研究工質(zhì)的基本熱力性質(zhì)。12/12/20228第一章基本概念

§1-1熱力系統(tǒng)一、熱機(jī)：能將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)器。二、工質(zhì)：實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能之間轉(zhuǎn)換的媒介物質(zhì)。

12/12/20229三、熱源：本身熱容量很大，且在放出或吸收有限量熱量時(shí)自身溫度及其它熱力學(xué)參數(shù)沒有明顯變化的物體。

提供熱量的熱源稱為高溫?zé)嵩矗晃諢崃康臒嵩捶Q為低溫?zé)嵩础?2/12/202210高溫?zé)嵩次鼰酫1熱機(jī)作功W機(jī)械能放熱Q2低溫?zé)嵩捶祷?2/6/202211在工工程程熱熱力力學(xué)學(xué)中中，，通通常常選選取取一一定定的的工工質(zhì)質(zhì)或或空空間間作作為為研研究究的的對對象象，，稱稱之之為為熱力力系系統(tǒng)統(tǒng)，簡簡稱稱系統(tǒng)統(tǒng)。系統(tǒng)統(tǒng)以以外外的的物物體體稱稱為為外界界或環(huán)境境。系統(tǒng)統(tǒng)與與外外界界之之間間的的分分界界面面稱稱為為邊界界。四、、熱熱力力系系統(tǒng)統(tǒng)鏈接接12/6/2022121.邊邊界界是是真真實(shí)實(shí)的的、、假假象象的的，，可以以是是變變動(dòng)動(dòng)的的、、固固定定的的；；五、、邊邊界界的的屬屬性性2.系系統(tǒng)統(tǒng)與與外外界界通通過過邊邊界界的的有有且且僅僅有有三三種種作用用方方式式，，即即質(zhì)質(zhì)量量交交換換、、熱熱量量交交換換、、功量量交交換換12/6/202213（一一））按按系系統(tǒng)統(tǒng)性性質(zhì)質(zhì)分分：：六、、系系統(tǒng)統(tǒng)的的分分類類1.單單元元系系、、多多元元系系；；2.單單相相系系、、多多相相系系；；3.均均勻勻系系、、非非均均勻勻系系。。12/6/202214（1））閉口口系系統(tǒng)統(tǒng)：與外外界界無無物物質(zhì)質(zhì)交交換換的的系系統(tǒng)統(tǒng)。。系系統(tǒng)統(tǒng)的的質(zhì)質(zhì)量量始始終終保保持持恒恒定定，，也也稱稱為為控制質(zhì)量量系統(tǒng)。（2）開口系統(tǒng)統(tǒng)：與外界有有物質(zhì)交交換的系系統(tǒng)。系系統(tǒng)的容容積始終終保持不不變，也也稱為控制容積積系統(tǒng)。（二）按按系統(tǒng)與與外界相相互作用用的性質(zhì)質(zhì)分：1.按與與外界有有無質(zhì)量量交換12/6/202215與外界沒沒有熱量量交換的的系統(tǒng)。。3.孤立立系統(tǒng)：與外界既既無能量量（功、、熱量））交換又又無物質(zhì)質(zhì)交換的的系統(tǒng)。。2.按與與外界有有無熱量量交換分分：（1）絕熱系統(tǒng)：（2）非絕熱系統(tǒng)：與外界有有熱量交交換的系系統(tǒng)。12/6/202216本節(jié)小小結(jié)熱機(jī)、、工質(zhì)質(zhì)、熱熱源、、熱力力系統(tǒng)統(tǒng)、邊邊界及及其屬屬性※熱熱力系系統(tǒng)的的分類類12/6/202217§1-2熱力學(xué)學(xué)系統(tǒng)統(tǒng)的狀狀態(tài)及及基本本狀態(tài)態(tài)參數(shù)數(shù)一、狀狀態(tài)（（熱力力狀態(tài)態(tài)）：系統(tǒng)在在某一一瞬間間所呈呈現(xiàn)的的宏觀觀物理理狀況況稱為為系統(tǒng)統(tǒng)的熱力狀狀態(tài)，簡稱稱狀態(tài)。二、狀狀態(tài)參參數(shù)：用于描描述系系統(tǒng)平平衡狀狀態(tài)的的物理理量稱稱為狀態(tài)參參數(shù)，如溫溫度、、壓力力、比比體積積等。。12/6/202218三、基本狀狀態(tài)參數(shù)（一）壓力力單位面積上上所受到的的垂直作用用力（即壓壓強(qiáng)）。1.單位:Pa（（帕），1Pa=1N/m21MPa=103kPa=106Pa12/6/2022192.常用壓壓力單位：

1bar（巴）=105Pa

1atm（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）=1.013105Pa

1at（工程大氣壓）=0.981105Pa

1mmH2O（毫米水柱）=9.81Pa1mmHg（毫米汞柱）=133.3Pa12/6/2022203.壓壓力測測量：只有絕絕對壓壓力p才是狀狀態(tài)參參數(shù)。。12/6/202221（二））溫度1.定定義：：溫度是是反映映物體體冷熱熱程度度的物物理量量。2.熱熱力學(xué)學(xué)第零零定律律：如果兩兩個(gè)物物體中中的每每一個(gè)個(gè)都分分別與與第三三個(gè)物物體處處于熱熱平衡衡，則則這兩兩個(gè)物物體彼彼此也也必處處于熱熱平衡衡。12/6/2022223.單位位：(1)攝氏溫標(biāo):用符號t表示，單位為℃。

(2)熱力學(xué)溫標(biāo)（絕對溫標(biāo)）:用符號T表示，單位為K（開）。(3)熱力學(xué)溫溫標(biāo)與攝攝氏溫標(biāo)標(biāo)的關(guān)系系：溫差:1K=1℃t=T–273.15K12/6/202223（三）比比體積1.定義義：單位質(zhì)量量的工質(zhì)質(zhì)所占有有的體積積，用符符號v表示，單單位為m3/kg。2.密度：單位體積工質(zhì)的質(zhì)量，用符號表示。單位為kg/m3。3.意義義：系統(tǒng)統(tǒng)與外界界作功與與否的標(biāo)標(biāo)志。12/6/202224四、狀態(tài)態(tài)參數(shù)的的性質(zhì)1.給定定狀態(tài)和和該狀態(tài)態(tài)下的狀狀態(tài)參數(shù)數(shù)是一一一對應(yīng)的；；2.狀態(tài)態(tài)參數(shù)的的數(shù)值僅僅取決于于系統(tǒng)的的狀態(tài)，，而與到達(dá)達(dá)該狀態(tài)態(tài)所經(jīng)歷歷的途徑徑無關(guān)；；例：狀態(tài)態(tài)1變化化到狀態(tài)態(tài)212/6/2022251.考試試時(shí)間：：12月月初，提提前一周周報(bào)名中期考試試:2.考試試成績3.要求求：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)必做、、作業(yè)全全交返回4.網(wǎng)址址：①/software/net/GCRLX/index.htm②校內(nèi)辦公公--教教學(xué)在線線--教教學(xué)資源源平臺(tái)--省級級精品課課③汽車學(xué)院院主頁--精品品課程12/6/202226返回1-8、、1-14、1-19；2-7、、2-18；3-3、、3-9、3-10、、3-20；4-6、、4-10、4-11作業(yè):5-6、、5-20；6-5、、6-13；7-1、、7-5；8-5；；10-4、11-1、、11-3、12-712/6/202227返回1.小論論文：熱力學(xué)方方面；一人一篇篇（2000-3000）。。2.綜合合性創(chuàng)新新性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)：提交可行性報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備實(shí)驗(yàn)步驟至多5人人一組。。12/6/202228能源：為人類生生產(chǎn)和生生活提供供各種能能量和動(dòng)動(dòng)力的物質(zhì)資資源的總總稱。一次能源二次能源是否經(jīng)過過加工或或轉(zhuǎn)換常規(guī)能源新能源返回12/6/202229火力發(fā)電廠廠