工程热力学教学课件
工程热力学第三章气体和蒸汽的性质ppt课件
标准状态下的体积流量：
qV 0 Vm0qn 22.4103 288876 6474.98m3 / h
☆注意：不同状态下的体积不同。
3-2 理想气体的比热容
1、比热容的定义 ■比热容 c（质量热容）(specific heat)
1kg物质温度升高1K所需的热量， c q / dT J / (kg K)
(T 1000
)2
C3
(T 1000
)3
见附表4（温度单位为K）。
qp
T2 T1
cpdT
qV
T2 T1
cV
dT
说明：此种方法结果比较精确。
（2）平均比热容表
c
t2 t1
q t2 t1
q
t2 cdt
t1
t2 cdt
0℃
t1 cdt
0℃
c
t2 0℃
t2
c
t t1
0℃ 1
平均比热容 c t0℃的起始温度为0℃，见附表5（温
3-1 理想气体的概念
1、理想气体模型(perfect gas, ideal gas) ■理想气体的两点假设
理想气体是实际上并不存在的假想气体。 假设： （1）分子是弹性的、不占体积的质点（与空间相比） （2）分子间没有作用力。（分子间的距离很大） ■作为理想气体的条件
气体 p 0 ，v ，即要沸点较低、远离液态。
■比定压热容c p 和比定容热容 cV 比定压热容(specific heat at constant pressure)：定压
过程的比热容。
比定容热容(specific heat at constant volume)：定容过
程的比热容。
●可逆过程
工程热力学获奖课件
Rg
1
T4
1
p5 p4
1
或 wnet qnet q1 q2
q1 q23 q34 cV T3 T2 cp T4 T3
q2 q51 cV T5 T1
11
t
1
q2 q1
1
T3
T5 T1
T2 T4
T3
利用 、、 表达 t
1 2
23 34
1
C,s
wC,s wC
h2s h1 h2 h1
wC
1
C,s
h2s h1
h2
h1
1
C,s
h2s h1
T
wt,T wt ,T
h3 h4 h3 h4s
wt,T T h3 h4s
h4 h3 T h3 h4s 34
三、燃气轮机装置旳内部热效率
(internal thermal efficiency)ηi
小型燃气轮机 22
轴流式燃气轮机
23
24
25
26
构成
压气机(compressor)
燃烧室(combustion chamber)
燃气轮机(gas turbine)
特点
1.开式循环(open cycle)，工质流动； 2.运转平稳，连续输出功； 3.开启快，达满负荷快； 4.压气机消耗了燃气轮机产生功率
6
二、活塞式内燃机循环旳简化
7
三、平都有效压力(mean effective pressure)
pMEP
Wnet Vh
8
9–3 活塞式内燃机旳理想循环
一、混合加热理想循环
01 吸气
（dual combustion cycle） 12 压缩
工程热力学课件教学PPT
qc wnet
h2
h1 h4
h3 h1
h4
T2
T1 T4
T3 T1 T4
1
1
1
1
T1 T2
T1
T2 T1
1
T3 T4
定比热—invariable specific heat capacity
12
空气压缩制冷循环特点
• 优点：工质无毒，无味，不怕泄漏。
• 缺点：
一.简介 3
冷却水 2
冷却器
膨胀机 4
冷藏室
压缩机 1
空气压缩制冷循环过程
四个主要部件；工质：空气
1 2 绝热压缩 p T 2 3 等压冷却 向环境放热，T
3 4 绝热膨胀 T <T1 （冷库）
4 1 等压吸热 T
T1
理想化处理：①理气； ②定化热; ③ 可逆；
p
3
4
P-v图和T-s图
T
2 3Βιβλιοθήκη 1 42T01 T2
1
v 2 绝热压缩
s
s
2 3 等压冷却 p
3 4 绝热膨胀 s
逆布雷登循环
4 1 等压吸热
p
二.制冷系数—the coefficient of performance(COP)
qc qc
wnet q1 qc
q1 h2 h3
qc h1 h4
wnet h2 h1 h3 h4 h2 h3 h1 h4
T
卡诺逆循环
q1T1
w
C
q1 w
q1 q1 q2
T1 T1 T0
T1不变, T0 εC
T0 qT2 2
T0不变, T1 εC
工程热力学Ⅱ教学课件.ppt
主讲：徐桂转 2009年9月
授课内容：
• 1. 热力学第一定律在开口系统中的应用（2学时） • 2.理想混合气体热力过程分析（2学时） • 3.热力学第二定律，熵火用方程（4学时） • 4.火用方程（2学时） • 5.热力学微分关系式（4学时） • 6.实际气体的热力学性质（4学时） • 7.气体流动、压气机过程（2学时） • 8.动力循环分析（4学时） • 9.制冷循环、湿空气热力过程（2学时） • 10.化学热力学基础（4学时）
2
min gzin
min Pinvin
Q
dE
mout uout
1 2
mout
cout
2
mout gzout
mout Pout：
• 某输气管道内气体压力为4MPa，温度为30℃，焓为303KJ/Kg。 设该气体为理想气体，它的热力学能与温度间的关系为 u=0.72T KJ/Kg，气体常数为287J/Kgk。现将1m3的真空容器与 输气管连接，打开阀门对容器充气，直至容器内压力达4MPa 为止。充气时输气管内气体参数保持不变，问充入容器的气 体量为多少Kg？（气体满足理想气体状态方程式）
1. 热力学第一定律在开口系统中的应用
• 热力学第一定律 输入的能量＝输出的能量＋储存的能量 开口系统：
流入δ min;uin;pin;vin;cin;zin
δQ
dE
δW 流出δ mout;uout;pout;vout;cout;zout
能量分析：
流入的能量：流入流体携带的热力学能、宏观动能及位能、 流体流入时得到的流动能、流体从外界获得的热能。
• 则相应的能量方程为：
minuin min Pinvin dE
工程热力学第1章.ppt
讨论： 1）系统平衡与均匀
2）平衡与稳定
— 平衡可不均匀
— 稳定未必平衡
25
三、纯物质的状态方程 （pure substance state equation）
状态方程 fp,v,T0
1．理想气体状态方程 （ideal-gas equation; Clapeyron’s equation）
pv RgT
按相数 单相系(homogeneous system) 复相系(heterogeneous system)
注意：1）不计恒外力场影响；
2）复相系未必不均匀—湿蒸汽； 单元系未必均匀—气液平衡分离状态。
10
2. 按系统与外界质量交换 闭口系（closed system）
（控制质量CM） —没有质量越过边界 开口系（open system） （控制体积CV） —通过边界与外界有质量交换
t T 2 7 3 .1 5
C
K
19
附：
华氏温标和朗肯温标
{T} °R={t} ℉ +459.67
华氏温标和摄氏温标
{t} ℃=5/9[{t} ℉-32] {t} ℉ =9/5{t} ℃ +32
20
五、压力(pressure)
绝对压力 p(absolute pressure) 表压力 pe（pg）(gauge pressure;
18
四、温度和温标（temperature and temperature scale）
温度的定义： 测温的基础—热力学零定律
(zeroth law of thermodynamics) 热力学温标和国际摄氏温标 (thermodynamics scale; Kelvin
scale;absolute temperature scale and internal Celsius temperature scale)
《工程热力学》教学课件绪论第1章
4 英国
9755 23770
5.7
21217.6 21900
0.2
5 加拿大 5680 12716
5.2
20908.9 24034
0.9
6 俄罗斯 6081
9906
3.1
87827
4487
-17
7 日本 29320 43684
2.5
44591.6 43460 -0.2
8 韩国
2536
8882
8.1
9265
《工程热力学》教学课件
授课60学时 实验4学时
工程热力学 Thermodynamics
能源概论（绪论） §0-1 自然界的能源及其利用
一、能源及其分类
定义:能源是指可向人类提供各种能量和动力的物质 资源。
能源可以根据来源、形态、使用程度和技术、 污染程度以及性质等进行分类:
工程热力学 Thermodynamics (一)按来源分:
第一节 热力系、状态与状态参数 一、热力系统与工质
1、定义 人为划定的一定范围内的研究对象称为热力系统， 简称热力系或系统。
11
固定边界
移动边界
系统
系统
边界
22
热力系统
2、分类
工程热力学 Thermodynamics
按物质 闭口系：与外界无物质交换的系统 CM
交换 开口系：与外界有物质交换的系统 CV
1850~1851年克劳修斯和开尔文先后独立提出了热力学第二定律； 1906~1912年能斯特提出了热力学第三定律。
工程热力学 Thermodynamics
§0-3 工程热力学的研究对象、内容和方法
一、研究对象
热力学是研究热能和机械能相互转换规律，以提高能量利 用经济性（节能）为主要目的的一门学科。
工程热力学教学课件
工程热力学教学课件工程热力学教学课件第一章、基本概念1、边界边界有一个特点（可变性）：可以是固定的、假想的、移动的、变形的。
2、六种系统（重要！）六种系统分别是：开（闭）口系统、绝热（非绝热）系统、孤立（非孤立）系统。
a.系统与外界通过边界：功交换、热交换和物质交换.b.闭口系统不一定绝热，但开口系统可以绝热。
c.系统的取法不同只影响解决问题的难易，不影响结果。
3、三参数方程a.P=B+Pgb.P=B-H这两个方程的使用，首先要判断表盘的压力读数是正压还是负压，即你所测物体内部的绝对压力与大气压的差是正是负。
正用1，负用2。
ps.《工程热力学（第六版）》书8页的系统，边界，外界有详细定义。
第二章、气体热力性质1、各种热力学物理量P：压强[单位Pa]v：比容（单位m^3/kg）R：气体常数（单位J/(kg*K)）书25页T：温度（单位K）m：质量（单位kg）V：体积（单位m^3）M：物质的摩尔质量（单位mol）R：8.314kJ/(kmol*K)，气体普实常数2、理想气体方程：Pv=RTPV=m*R。
*T/MQv=Cv*dTQp=Cp*dTCp-Cv=R另外求比热可以用直线差值法！第三章、热力学第一定律1、闭口系统：Q=W+△U微元：δq=δw+du（注：这个δ是过程量的微元符号）2、闭口绝热δw+du=03、闭口可逆δq=Pdv+du4、闭口等温δq=δw5、闭口可逆定容δq=du6、理想气体的热力学能公式dU=Cv*dT一切过程都适用。
为什么呢？因为U是个状态量，只与始末状态有关、与过程无关。
U是与T相关的单值函数，实际气体只有定容才可以用6、开口系统ps.公式在书46页（3-12）7、推动功Wf=P2V2-P1V1（算是一个分子流动所需要的微观的能量）a、推动功不是一个过程量，而是一个仅取决于进出口状态的状态量。
b、推动功不能够被我们所利用，其存在的唯一价值是使气体流动成为开系。
8、焓（重要！）微观h=u+PVU分子静止具有的内能PV分子流动具有的能量a、焓是一个状态量，对理想气体仍然为温度T的单值函数。
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1
工程热力学教学课件
第一章、基本概念
1、边界
边界有一个特点（可变性）：可以是固定的、假想的、移动的、变形的。
2、六种系统（重要！）
六种系统分别是：开（闭）口系统、绝热（非绝热）系统、孤立（非孤立）
系统。
a.系统与外界通过边界：功交换、热交换和物质交换.
b.闭口系统不一定绝热，但开口系统可以绝热。
c.系统的取法不同只影响解决问题的难易，不影响结果。
3、三参数方程
a.P=B+Pg
b.P=B-H
这两个方程的使用，首先要判断表盘的压力读数是正压还是负压，即你所测
物体内部的绝对压力与大气压的差是正是负。正用1，负用2。
ps.《工程热力学（第六版）》书8页的系统，边界，外界有详细定义。
第二章、气体热力性质
1、各种热力学物理量
P：压强[单位Pa]
v：比容（单位m^3/kg）
R：气体常数（单位J/(kg某K)）书25页
T：温度（单位K）
m：质量（单位kg）
V：体积（单位m^3）
M：物质的摩尔质量（单位mol）
R：8.314kJ/(kmol某K)，气体普实常数
2、理想气体方程：
Pv=RT
PV=m某R。某T/M
2
Qv=Cv某dT
Qp=Cp某dT
Cp-Cv=R
另外求比热可以用直线差值法！
第三章、热力学第一定律
1、闭口系统：
Q=W+△U
微元：δq=δw+du （注：这个δ是过程量的微元符号）
2、 闭口绝热
δw+du=0
3、闭口可逆
δq=Pdv+du
4、闭口等温
δq=δw
5、闭口可逆定容
δq=du
6、理想气体的热力学能公式
dU=Cv某dT
一切过程都适用。为什么呢？ 因为U是个状态量，只与始末状态有关、与
过程无关。U是与T相关的单值函数，实际气体只有定容才可以用
6、开口系统
ps.公式在书46页（3-12）
7、推动功
Wf=P2V2-P1V1（算是一个分子流动所需要的微观的能量）
a、推动功不是一个过程量，而是一个仅取决于进出口状态的状态量。
b、推动功不能够被我们所利用，其存在的`唯一价值是使气体流动成为开系。
8、焓（重要！）
微观h=u+PV U分子静止具有的内能 PV分子流动具有的能量
a、焓是一个状态量，对理想气体仍然为温度T的单值函数。
3
b、焓在闭口系统中无物理意义，仅作为一个复合函数。
9、技术功
从技术角度，可以被我们利用的功
Wt=0.5△c^2+g△Z+Ws(轴功)
q=△h+Wt当忽略动位能时，Wt=Ws
q=△h+Ws=△PV+△u+w（膨胀功）
10、可逆定容的方程
Ws=-∫VdP 表示对外输出的轴功。
与dU相同，dh=CpdT对一切理想气体成立
第四章
理想气体的热力过程及气体压缩
1、P—V图
初始点①，终止点②
步骤1：在①画出4条线：等压、等容、等温、绝热
步骤2：②在等压线上方（下方）为升压(降压)
②在等容线右侧（左侧）膨胀(压缩） 功W>0（0（0（1 超音速
②M=1 临界音速
③M0.528=Pc/Po 则Pb>Pc
故c20.528=Pc/Po 则Pb>Pc
故P(min)=Pb cs("content_relate");