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汽车性能与使用技术汽车性能与使用技术目目目目 录录录录 第一章第一章第一章第一章 发动机原理基础知识发动机原理基础知识发动机原理基础知识发动机原理基础知识第一节第一节第一节第一节 气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质第二节第二节第二节第二节 热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律第三节第三节第三节第三节 热力学第二定律热力学第二定律热力学第二定律热力学第二定律第四节第四节第四节第四节 发动机的循环发动机的循环发动机的循环发动机的循环第五节第五节第五节第五节 发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的性能指标第六节第六节第六节第六节 发动机的机械效率发动机的机械效率发动机的机械效率发动机的机械效率下一页下一页返回返回目目目目 录录录录第二章第二章第二章第二章 发动机的换气过程发动机的换气过程发动机的换气过程发动机的换气过程第一节第一节第一节第一节 四冲程发动机的换气过程四冲程发动机的换气过程四冲程发动机的换气过程四冲程发动机的换气过程第二节第二节第二节第二节 影响换气过程的因素影响换气过程的因素影响换气过程的因素影响换气过程的因素第三节第三节第三节第三节 改善换气过程的措施改善换气过程的措施改善换气过程的措施改善换气过程的措施第四节第四节第四节第四节 发动机的进气增压发动机的进气增压发动机的进气增压发动机的进气增压上一页上一页下一页下一页返回返回目目目目 录录录录第三章第三章第三章第三章 汽油机的燃料与燃烧汽油机的燃料与燃烧汽油机的燃料与燃烧汽油机的燃料与燃烧第一节第一节第一节第一节 汽油的性质汽油的性质汽油的性质汽油的性质第二节第二节第二节第二节 汽油机混合气的形成与燃烧汽油机混合气的形成与燃烧汽油机混合气的形成与燃烧汽油机混合气的形成与燃烧第三节第三节第三节第三节 汽油机的排放污染汽油机的排放污染汽油机的排放污染汽油机的排放污染第四节第四节第四节第四节 改善汽油机燃烧过程的措施改善汽油机燃烧过程的措施改善汽油机燃烧过程的措施改善汽油机燃烧过程的措施上一页上一页下一页下一页返回返回目目目目 录录录录第四章第四章第四章第四章 柴油机的燃料与燃烧柴油机的燃料与燃烧柴油机的燃料与燃烧柴油机的燃料与燃烧第一节第一节第一节第一节 柴油的性质柴油的性质柴油的性质柴油的性质第二节第二节第二节第二节 柴油机混合气的形成与燃烧柴油机混合气的形成与燃烧柴油机混合气的形成与燃烧柴油机混合气的形成与燃烧第三节第三节第三节第三节 改善柴油机燃烧过程的措施改善柴油机燃烧过程的措施改善柴油机燃烧过程的措施改善柴油机燃烧过程的措施第四节第四节第四节第四节 柴油机的排放与噪声柴油机的排放与噪声柴油机的排放与噪声柴油机的排放与噪声上一页上一页下一页下一页返回返回目目目目 录录录录第五章第五章第五章第五章 发动机特性发动机特性发动机特性发动机特性第一节第一节第一节第一节 发动机负荷特性发动机负荷特性发动机负荷特性发动机负荷特性第二节第二节第二节第二节 发动机速度特性发动机速度特性发动机速度特性发动机速度特性第三节第三节第三节第三节 柴油机的调速特性柴油机的调速特性柴油机的调速特性柴油机的调速特性第四节第四节第四节第四节 发动机的万有特性发动机的万有特性发动机的万有特性发动机的万有特性上一页上一页下一页下一页返回返回目目目目 录录录录第六章第六章第六章第六章 汽车的动力性汽车的动力性汽车的动力性汽车的动力性第一节第一节第一节第一节 汽车的驱动力汽车的驱动力汽车的驱动力汽车的驱动力第二节第二节第二节第二节 汽车的行驶阻力汽车的行驶阻力汽车的行驶阻力汽车的行驶阻力第三节第三节第三节第三节 汽车的行驶条件汽车的行驶条件汽车的行驶条件汽车的行驶条件第四节第四节第四节第四节 汽车动力性的评价汽车动力性的评价汽车动力性的评价汽车动力性的评价第七章第七章第七章第七章 汽车的经济性汽车的经济性汽车的经济性汽车的经济性第一节第一节第一节第一节 汽车的经济性及其评价汽车的经济性及其评价汽车的经济性及其评价汽车的经济性及其评价第二节第二节第二节第二节 汽车燃油经济性的影响因素汽车燃油经济性的影响因素汽车燃油经济性的影响因素汽车燃油经济性的影响因素上一页上一页下一页下一页返回返回目目目目 录录录录第八章第八章第八章第八章 汽车的制动性能汽车的制动性能汽车的制动性能汽车的制动性能第一节第一节第一节第一节 汽车的制动力及分配汽车的制动力及分配汽车的制动力及分配汽车的制动力及分配第二节第二节第二节第二节 汽车制动性能的评价汽车制动性能的评价汽车制动性能的评价汽车制动性能的评价第三节第三节第三节第三节 提高制动性能的措施提高制动性能的措施提高制动性能的措施提高制动性能的措施上一页上一页下一页下一页返回返回目目目目 录录录录第九章第九章第九章第九章 汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性第一节第一节第一节第一节 汽车的横向稳定性汽车的横向稳定性汽车的横向稳定性汽车的横向稳定性第二节第二节第二节第二节 轮胎的侧偏特性轮胎的侧偏特性轮胎的侧偏特性轮胎的侧偏特性第三节第三节第三节第三节 汽车的转向特性汽车的转向特性汽车的转向特性汽车的转向特性第四节第四节第四节第四节 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动上一页上一页下一页下一页返回返回目目目目 录录录录第十章第十章第十章第十章 汽车的通过性和行驶平顺性汽车的通过性和行驶平顺性汽车的通过性和行驶平顺性汽车的通过性和行驶平顺性第一节第一节第一节第一节 汽车的通过性汽车的通过性汽车的通过性汽车的通过性第二节第二节第二节第二节 汽车的行驶平顺性汽车的行驶平顺性汽车的行驶平顺性汽车的行驶平顺性第十一章第十一章第十一章第十一章 汽车的使用寿命汽车的使用寿命汽车的使用寿命汽车的使用寿命第一节第一节第一节第一节 汽车的使用寿命汽车的使用寿命汽车的使用寿命汽车的使用寿命第二节第二节第二节第二节 汽车的磨损汽车的磨损汽车的磨损汽车的磨损上一页上一页下一页下一页返回返回目目目目 录录录录第十二章第十二章第十二章第十二章 汽车在特殊条件下的使用汽车在特殊条件下的使用汽车在特殊条件下的使用汽车在特殊条件下的使用第一节第一节第一节第一节 汽车走合期的使用汽车走合期的使用汽车走合期的使用汽车走合期的使用第二节第二节第二节第二节 汽车在低温条件下的使用汽车在低温条件下的使用汽车在低温条件下的使用汽车在低温条件下的使用第三节第三节第三节第三节 汽车在高温条件下的使用汽车在高温条件下的使用汽车在高温条件下的使用汽车在高温条件下的使用第四节第四节第四节第四节 汽车在高原和山区条件下的使用汽车在高原和山区条件下的使用汽车在高原和山区条件下的使用汽车在高原和山区条件下的使用第五节第五节第五节第五节 汽车在坏路或无路条件下的使用汽车在坏路或无路条件下的使用汽车在坏路或无路条件下的使用汽车在坏路或无路条件下的使用上一页上一页返回返回第一章第一章第一章第一章 发动机原理基础知识发动机原理基础知识发动机原理基础知识发动机原理基础知识第一节第一节第一节第一节 气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质第二节第二节第二节第二节 热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律第三节第三节第三节第三节 热力学第二定律热力学第二定律热力学第二定律热力学第二定律第四节第四节第四节第四节 发动机的循环发动机的循环发动机的循环发动机的循环第五节第五节第五节第五节 发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的性能指标第六节第六节第六节第六节 发动机的机械效率发动机的机械效率发动机的机械效率发动机的机械效率一、气体的状态参数一、气体的状态参数一、气体的状态参数一、气体的状态参数热力学中把工质所处的宏观状态称为工质的热力状态。工质的状态热力学中把工质所处的宏观状态称为工质的热力状态。工质的状态热力学中把工质所处的宏观状态称为工质的热力状态。工质的状态热力学中把工质所处的宏观状态称为工质的热力状态。工质的状态常用物理量来描述，这些物理量称为状态参数。常用的状态参数有常用物理量来描述，这些物理量称为状态参数。常用的状态参数有常用物理量来描述，这些物理量称为状态参数。常用的状态参数有常用物理量来描述，这些物理量称为状态参数。常用的状态参数有6 6 6 6个，个，个，个，即压力即压力即压力即压力p p p p、温度、温度、温度、温度T T T T、比体积、比体积、比体积、比体积v v v v、比热力学能、比热力学能、比热力学能、比热力学能u u u u、比焓、比焓、比焓、比焓h h h h、比熵、比熵、比熵、比熵s s s s。其中。其中。其中。其中p p p p、T T T T、v v v v三个可以测量的物理量称为基本状态参数三个可以测量的物理量称为基本状态参数三个可以测量的物理量称为基本状态参数三个可以测量的物理量称为基本状态参数1 1 1 1。压力。压力。压力。压力p p p p气体对单位面积容器壁所施加的垂直作用力称为压力气体对单位面积容器壁所施加的垂直作用力称为压力气体对单位面积容器壁所施加的垂直作用力称为压力气体对单位面积容器壁所施加的垂直作用力称为压力p p p p。按照分子。按照分子。按照分子。按照分子运动论，气体的压力是大量分子向容器壁面撞击的统计量。压力的单位运动论，气体的压力是大量分子向容器壁面撞击的统计量。压力的单位运动论，气体的压力是大量分子向容器壁面撞击的统计量。压力的单位运动论，气体的压力是大量分子向容器壁面撞击的统计量。压力的单位为为为为PaPaPaPa，工程上常用，工程上常用，工程上常用，工程上常用kPakPakPakPa与与与与MpaMpaMpaMpa。容器内气体压力的大小有两种不同的表示方法：一种是指气体施于容器内气体压力的大小有两种不同的表示方法：一种是指气体施于容器内气体压力的大小有两种不同的表示方法：一种是指气体施于容器内气体压力的大小有两种不同的表示方法：一种是指气体施于容器壁上压力的实际数值，叫绝对压力，符号为容器壁上压力的实际数值，叫绝对压力，符号为容器壁上压力的实际数值，叫绝对压力，符号为容器壁上压力的实际数值，叫绝对压力，符号为p p p p；另一种是测量时压；另一种是测量时压；另一种是测量时压；另一种是测量时压力计的读数，叫表压力，符号为力计的读数，叫表压力，符号为力计的读数，叫表压力，符号为力计的读数，叫表压力，符号为p p p pg g g g。由由由由图图图图1-11-11-11-1可知，表压力是绝对压力高出于当时当地的大气压力可知，表压力是绝对压力高出于当时当地的大气压力可知，表压力是绝对压力高出于当时当地的大气压力可知，表压力是绝对压力高出于当时当地的大气压力p p p pa a a a。的数值。其关系式为的数值。其关系式为的数值。其关系式为的数值。其关系式为第一节第一节第一节第一节 气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质下一页下一页返回返回如果容器内气体的绝对压力低于外界大气压力时，表压力为负值，如果容器内气体的绝对压力低于外界大气压力时，表压力为负值，如果容器内气体的绝对压力低于外界大气压力时，表压力为负值，如果容器内气体的绝对压力低于外界大气压力时，表压力为负值，仅取其数值，称为真空度，记作仅取其数值，称为真空度，记作仅取其数值，称为真空度，记作仅取其数值，称为真空度，记作p p p pv v v v，即，即，即，即p=pp=pp=pp=pa a a a-p-p-p-pv v v v表压力、真空度都只是相对于当时当地的大气压力而言的，真空度表压力、真空度都只是相对于当时当地的大气压力而言的，真空度表压力、真空度都只是相对于当时当地的大气压力而言的，真空度表压力、真空度都只是相对于当时当地的大气压力而言的，真空度的数值越大，说明越接近绝对真空。只有绝对压力才是真正说明气体状的数值越大，说明越接近绝对真空。只有绝对压力才是真正说明气体状的数值越大，说明越接近绝对真空。只有绝对压力才是真正说明气体状的数值越大，说明越接近绝对真空。只有绝对压力才是真正说明气体状态的状态参数。态的状态参数。态的状态参数。态的状态参数。2 2 2 2。温度。温度。温度。温度T T T T温度表示气体冷热的程度。按照分子运动论，气体的温度是气体内温度表示气体冷热的程度。按照分子运动论，气体的温度是气体内温度表示气体冷热的程度。按照分子运动论，气体的温度是气体内温度表示气体冷热的程度。按照分子运动论，气体的温度是气体内部分子不规则运动激烈程度的量度，是与气体分子平均速度有关的一个部分子不规则运动激烈程度的量度，是与气体分子平均速度有关的一个部分子不规则运动激烈程度的量度，是与气体分子平均速度有关的一个部分子不规则运动激烈程度的量度，是与气体分子平均速度有关的一个统计量。气体的温度越高，表明气体分子的平均动能越大。统计量。气体的温度越高，表明气体分子的平均动能越大。统计量。气体的温度越高，表明气体分子的平均动能越大。统计量。气体的温度越高，表明气体分子的平均动能越大。热力学温度热力学温度热力学温度热力学温度T T T T的单位为的单位为的单位为的单位为K K K K，是国际单位制，是国际单位制，是国际单位制，是国际单位制(SI)(SI)(SI)(SI)中的基本单位，选取水中的基本单位，选取水中的基本单位，选取水中的基本单位，选取水的三相点温度为基本定点温度，规定其温度为的三相点温度为基本定点温度，规定其温度为的三相点温度为基本定点温度，规定其温度为的三相点温度为基本定点温度，规定其温度为273.16K273.16K273.16K273.16K，1K1K1K1K等于水的三等于水的三等于水的三等于水的三相点热力学温度的相点热力学温度的相点热力学温度的相点热力学温度的1/273.161/273.161/273.161/273.16。国际单位制。国际单位制。国际单位制。国际单位制(SI)(SI)(SI)(SI)允许使用摄氏温度允许使用摄氏温度允许使用摄氏温度允许使用摄氏温度t t t t，第一节第一节第一节第一节 气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质上一页上一页下一页下一页返回返回并定义并定义并定义并定义t=Tt=Tt=Tt=T一一一一T T T T0 0 0 0T T T T0 0 0 0=273.16K=273.16K=273.16K=273.16K在一般工程计算中，把在一般工程计算中，把在一般工程计算中，把在一般工程计算中，把ToToToTo取作取作取作取作273K273K273K273K已足够精确。摄氏温度每一度间已足够精确。摄氏温度每一度间已足够精确。摄氏温度每一度间已足够精确。摄氏温度每一度间隔与热力学温度每一度间隔相等，但摄氏温度的零点比热力学温度的零隔与热力学温度每一度间隔相等，但摄氏温度的零点比热力学温度的零隔与热力学温度每一度间隔相等，但摄氏温度的零点比热力学温度的零隔与热力学温度每一度间隔相等，但摄氏温度的零点比热力学温度的零点高点高点高点高273.16K273.16K273.16K273.16K。热力学温度不可能有负值。热力学温度不可能有负值。热力学温度不可能有负值。热力学温度不可能有负值3 3 3 3。比体积。比体积。比体积。比体积v v v v比体积是单位质量的物质所占有的容积，即比体积是单位质量的物质所占有的容积，即比体积是单位质量的物质所占有的容积，即比体积是单位质量的物质所占有的容积，即式中，式中，式中，式中，v v v v为比体积，为比体积，为比体积，为比体积，m m m m3 3 3 3/kg/kg/kg/kg；V V V V为容积，为容积，为容积，为容积，m m m m3 3 3 3；m m m m为质量，为质量，为质量，为质量，kgkgkgkg比体积的倒数称为密度。密度是指单位容积的物质所具有的质量：比体积的倒数称为密度。密度是指单位容积的物质所具有的质量：比体积的倒数称为密度。密度是指单位容积的物质所具有的质量：比体积的倒数称为密度。密度是指单位容积的物质所具有的质量：式中，式中，式中，式中，P P P P为密度，为密度，为密度，为密度，kg/mkg/mkg/mkg/m3 3 3 3第一节第一节第一节第一节 气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质上一页上一页下一页下一页返回返回二、理想气体状态方程二、理想气体状态方程二、理想气体状态方程二、理想气体状态方程所谓理想气体，是假设在气体内部，其分子不占体积，分子间又没所谓理想气体，是假设在气体内部，其分子不占体积，分子间又没所谓理想气体，是假设在气体内部，其分子不占体积，分子间又没所谓理想气体，是假设在气体内部，其分子不占体积，分子间又没有吸引力的气体。有吸引力的气体。有吸引力的气体。有吸引力的气体。在热力计算和分析中，常把空气、燃气和烟气等气体都近似地看做在热力计算和分析中，常把空气、燃气和烟气等气体都近似地看做在热力计算和分析中，常把空气、燃气和烟气等气体都近似地看做在热力计算和分析中，常把空气、燃气和烟气等气体都近似地看做理想气体。因为气体分子之间的平均距离通常要比液体和固体的大得多，理想气体。因为气体分子之间的平均距离通常要比液体和固体的大得多，理想气体。因为气体分子之间的平均距离通常要比液体和固体的大得多，理想气体。因为气体分子之间的平均距离通常要比液体和固体的大得多，所以，气体分子本身的体积比气体所占的容积小得多，气体之间的吸引所以，气体分子本身的体积比气体所占的容积小得多，气体之间的吸引所以，气体分子本身的体积比气体所占的容积小得多，气体之间的吸引所以，气体分子本身的体积比气体所占的容积小得多，气体之间的吸引力也很小。通常把实际气体近似地看做理想气体来进行各种热力计算，力也很小。通常把实际气体近似地看做理想气体来进行各种热力计算，力也很小。通常把实际气体近似地看做理想气体来进行各种热力计算，力也很小。通常把实际气体近似地看做理想气体来进行各种热力计算，其结果极其相似。所以，对理想气体性质的研究，在理论上和实际上都其结果极其相似。所以，对理想气体性质的研究，在理论上和实际上都其结果极其相似。所以，对理想气体性质的研究，在理论上和实际上都其结果极其相似。所以，对理想气体性质的研究，在理论上和实际上都是很重要的。是很重要的。是很重要的。是很重要的。根据分子运动论和对理想气体的假定，结合实验所得的一些气体定根据分子运动论和对理想气体的假定，结合实验所得的一些气体定根据分子运动论和对理想气体的假定，结合实验所得的一些气体定根据分子运动论和对理想气体的假定，结合实验所得的一些气体定律，并综合表示成理想气体状态方程式律，并综合表示成理想气体状态方程式律，并综合表示成理想气体状态方程式律，并综合表示成理想气体状态方程式(或称克拉贝隆方程式或称克拉贝隆方程式或称克拉贝隆方程式或称克拉贝隆方程式)。对于。对于。对于。对于1kg1kg1kg1kg理想气体，其状态方程为理想气体，其状态方程为理想气体，其状态方程为理想气体，其状态方程为pv=RTpv=RTpv=RTpv=RT第一节第一节第一节第一节 气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质上一页上一页下一页下一页返回返回对于对于对于对于mkgmkgmkgmkg理想气体，总容积理想气体，总容积理想气体，总容积理想气体，总容积V=mvV=mvV=mvV=mv，其状态方程为，其状态方程为，其状态方程为，其状态方程为pV=mRTpV=mRTpV=mRTpV=mRT式中，式中，式中，式中，R R R R为气体常数，为气体常数，为气体常数，为气体常数，J/(kgJ/(kgJ/(kgJ/(kgK)K)K)K)R R R R的数值决定于气体的种类。的数值决定于气体的种类。的数值决定于气体的种类。的数值决定于气体的种类。对于对于对于对于1 1 1 1摩尔质量的理想气体，其状态方程为摩尔质量的理想气体，其状态方程为摩尔质量的理想气体，其状态方程为摩尔质量的理想气体，其状态方程为式中，式中，式中，式中，R R R Rm m m m为通用气体常数，为通用气体常数，为通用气体常数，为通用气体常数，J/(molJ/(molJ/(molJ/(molK)K)K)K)，对于任何理想气体，数值，对于任何理想气体，数值，对于任何理想气体，数值，对于任何理想气体，数值相同；相同；相同；相同；V V V Vm m m m为摩尔体积，为摩尔体积，为摩尔体积，为摩尔体积，m m m m3 3 3 3/mol/mol/mol/mol；理想气体状态方程式反映了理想气体三个基本状态参数间的内在联理想气体状态方程式反映了理想气体三个基本状态参数间的内在联理想气体状态方程式反映了理想气体三个基本状态参数间的内在联理想气体状态方程式反映了理想气体三个基本状态参数间的内在联系，即系，即系，即系，即F(pF(pF(pF(p，v v v v，T)=0T)=0T)=0T)=0，只要知道其中两个参数，就可以通过该方程求出，只要知道其中两个参数，就可以通过该方程求出，只要知道其中两个参数，就可以通过该方程求出，只要知道其中两个参数，就可以通过该方程求出第三个参数第三个参数第三个参数第三个参数第一节第一节第一节第一节 气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质气体的热力性质上一页上一页返回返回热力学是研究热能性质及其转换规律的科学。工程热力学是热力学热力学是研究热能性质及其转换规律的科学。工程热力学是热力学热力学是研究热能性质及其转换规律的科学。工程热力学是热力学热力学是研究热能性质及其转换规律的科学。工程热力学是热力学的一个分支。它着重研究与热力工程有关的热能和机械能相互转换的规的一个分支。它着重研究与热力工程有关的热能和机械能相互转换的规的一个分支。它着重研究与热力工程有关的热能和机械能相互转换的规的一个分支。它着重研究与热力工程有关的热能和机械能相互转换的规律。分析热力工程有关热力过程及热力循环的目的，是为了从理论上研律。分析热力工程有关热力过程及热力循环的目的，是为了从理论上研律。分析热力工程有关热力过程及热力循环的目的，是为了从理论上研律。分析热力工程有关热力过程及热力循环的目的，是为了从理论上研究提高热工转换的有效途径。究提高热工转换的有效途径。究提高热工转换的有效途径。究提高热工转换的有效途径。一、功、热量、热力学能一、功、热量、热力学能一、功、热量、热力学能一、功、热量、热力学能1 1 1 1。功。功。功。功力学中把物体所受到的力力学中把物体所受到的力力学中把物体所受到的力力学中把物体所受到的力F F F F和物体在力的作用方向上的位移和物体在力的作用方向上的位移和物体在力的作用方向上的位移和物体在力的作用方向上的位移x x x x两者的两者的两者的两者的乘积，定义为力所用的功，并用符号乘积，定义为力所用的功，并用符号乘积，定义为力所用的功，并用符号乘积，定义为力所用的功，并用符号W W W W表示，即表示，即表示，即表示，即W=FxW=FxW=FxW=Fx热力学中，功就是当系统和外界之间存在压差时，系统通过边界和热力学中，功就是当系统和外界之间存在压差时，系统通过边界和热力学中，功就是当系统和外界之间存在压差时，系统通过边界和热力学中，功就是当系统和外界之间存在压差时，系统通过边界和外界之间相互传递的能量。外界之间相互传递的能量。外界之间相互传递的能量。外界之间相互传递的能量。图图图图1-21-21-21-2表示表示表示表示1kg1kg1kg1kg工质封闭在气缸内，进行一个可逆过程的膨胀做功情工质封闭在气缸内，进行一个可逆过程的膨胀做功情工质封闭在气缸内，进行一个可逆过程的膨胀做功情工质封闭在气缸内，进行一个可逆过程的膨胀做功情况。设活塞截面积为况。设活塞截面积为况。设活塞截面积为况。设活塞截面积为A(mA(mA(mA(m2 2 2 2)，工质作用在活塞上的压力，工质作用在活塞上的压力，工质作用在活塞上的压力，工质作用在活塞上的压力p p p p，活塞被推进一，活塞被推进一，活塞被推进一，活塞被推进一微小距离微小距离微小距离微小距离dxdxdxdx，第二节第二节第二节第二节 热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律下一页下一页返回返回在这期间，工质的膨胀极小，工质的压力近乎不变，因而工质对活在这期间，工质的膨胀极小，工质的压力近乎不变，因而工质对活在这期间，工质的膨胀极小，工质的压力近乎不变，因而工质对活在这期间，工质的膨胀极小，工质的压力近乎不变，因而工质对活塞做的功为塞做的功为塞做的功为塞做的功为dw=pAdx=pdvdw=pAdx=pdvdw=pAdx=pdvdw=pAdx=pdv对可逆过程，如图对可逆过程，如图对可逆过程，如图对可逆过程，如图1-21-21-21-2所示，单位工质由状态所示，单位工质由状态所示，单位工质由状态所示，单位工质由状态1 1 1 1膨胀到状态膨胀到状态膨胀到状态膨胀到状态2 2 2 2所做的所做的所做的所做的膨胀功为膨胀功为膨胀功为膨胀功为如果已知工质的初、终态参数，以及过程如果已知工质的初、终态参数，以及过程如果已知工质的初、终态参数，以及过程如果已知工质的初、终态参数，以及过程1-21-21-21-2的函数关系的函数关系的函数关系的函数关系p=f(v)p=f(v)p=f(v)p=f(v)，则可求得单位工质的膨胀功则可求得单位工质的膨胀功则可求得单位工质的膨胀功则可求得单位工质的膨胀功w w w w。其数值等于。其数值等于。其数值等于。其数值等于p-vp-vp-vp-v图上过程曲线图上过程曲线图上过程曲线图上过程曲线1-21-21-21-2下面所下面所下面所下面所包围的面积。因此，包围的面积。因此，包围的面积。因此，包围的面积。因此，p-vp-vp-vp-v也叫示功图。由图可见，膨胀功不仅与状态的也叫示功图。由图可见，膨胀功不仅与状态的也叫示功图。由图可见，膨胀功不仅与状态的也叫示功图。由图可见，膨胀功不仅与状态的改变有关，而且与状态变化所经历的过程有关。改变有关，而且与状态变化所经历的过程有关。改变有关，而且与状态变化所经历的过程有关。改变有关，而且与状态变化所经历的过程有关。若气缸中的工质为若气缸中的工质为若气缸中的工质为若气缸中的工质为mkgmkgmkgmkg，其总容积为，其总容积为，其总容积为，其总容积为V=mvV=mvV=mvV=mv，膨胀功为，膨胀功为，膨胀功为，膨胀功为第二节第二节第二节第二节 热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律上一页上一页下一页下一页返回返回当工质不是膨胀，而是受到外界压缩时，则是外界对工质做功。这当工质不是膨胀，而是受到外界压缩时，则是外界对工质做功。这当工质不是膨胀，而是受到外界压缩时，则是外界对工质做功。这当工质不是膨胀，而是受到外界压缩时，则是外界对工质做功。这时时时时pdvpdvpdvpdv为负值，为负值，为负值，为负值，w w w w也是负值，负的膨胀功实际上表明工质接受了外界的压也是负值，负的膨胀功实际上表明工质接受了外界的压也是负值，负的膨胀功实际上表明工质接受了外界的压也是负值，负的膨胀功实际上表明工质接受了外界的压缩功。缩功。缩功。缩功。2 2 2 2。热量。热量。热量。热量热量是由温度的不同，系统和外界间穿越边界而传递的能量。热量热量是由温度的不同，系统和外界间穿越边界而传递的能量。热量热量是由温度的不同，系统和外界间穿越边界而传递的能量。热量热量是由温度的不同，系统和外界间穿越边界而传递的能量。热量和功一样不是热力状态的参数，而是工质状态改变时对外的效应，但热和功一样不是热力状态的参数，而是工质状态改变时对外的效应，但热和功一样不是热力状态的参数，而是工质状态改变时对外的效应，但热和功一样不是热力状态的参数，而是工质状态改变时对外的效应，但热量不可能把它的全部能量表现为使物体改变宏观运动的状态。量不可能把它的全部能量表现为使物体改变宏观运动的状态。量不可能把它的全部能量表现为使物体改变宏观运动的状态。量不可能把它的全部能量表现为使物体改变宏观运动的状态。热量和功的根本区别在于：功是两物体间通过宏观运动发生相互作热量和功的根本区别在于：功是两物体间通过宏观运动发生相互作热量和功的根本区别在于：功是两物体间通过宏观运动发生相互作热量和功的根本区别在于：功是两物体间通过宏观运动发生相互作用而传递的能量；热量则是两物体间通过微观的分子运动发生相互作用用而传递的能量；热量则是两物体间通过微观的分子运动发生相互作用用而传递的能量；热量则是两物体间通过微观的分子运动发生相互作用用而传递的能量；热量则是两物体间通过微观的分子运动发生相互作用而传递的能量。而传递的能量。而传递的能量。而传递的能量。一般规定，外界加给系统的热量为正，系统传给外界的热量为负。一般规定，外界加给系统的热量为正，系统传给外界的热量为负。一般规定，外界加给系统的热量为正，系统传给外界的热量为负。一般规定，外界加给系统的热量为正，系统传给外界的热量为负。国际单位制规定功国际单位制规定功国际单位制规定功国际单位制规定功W W W W和热量和热量和热量和热量Q Q Q Q的单位都用焦耳，的单位都用焦耳，的单位都用焦耳，的单位都用焦耳，J J J J第二节第二节第二节第二节 热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律上一页上一页下一页下一页返回返回3 3 3 3。热力学能。热力学能。热力学能。热力学能气体的热力学能就是指气体内部所具有的各种能量的总和，主要由气体的热力学能就是指气体内部所具有的各种能量的总和，主要由气体的热力学能就是指气体内部所具有的各种能量的总和，主要由气体的热力学能就是指气体内部所具有的各种能量的总和，主要由气体分子运动的动能和分子间位能组成。分子运动的动能包括分子直线气体分子运动的动能和分子间位能组成。分子运动的动能包括分子直线气体分子运动的动能和分子间位能组成。分子运动的动能包括分子直线气体分子运动的动能和分子间位能组成。分子运动的动能包括分子直线运动动能、旋转运动动能、分子内原子振动能和原子内的电子振动能等，运动动能、旋转运动动能、分子内原子振动能和原子内的电子振动能等，运动动能、旋转运动动能、分子内原子振动能和原子内的电子振动能等，运动动能、旋转运动动能、分子内原子振动能和原子内的电子振动能等，它仅取决于气体的温度，随温度的升高分子运动的动能增大。分子间的它仅取决于气体的温度，随温度的升高分子运动的动能增大。分子间的它仅取决于气体的温度，随温度的升高分子运动的动能增大。分子间的它仅取决于气体的温度，随温度的升高分子运动的动能增大。分子间的位能是分子间相互吸引而形成的，它取决于气体的压力或比体积。当气位能是分子间相互吸引而形成的，它取决于气体的压力或比体积。当气位能是分子间相互吸引而形成的，它取决于气体的压力或比体积。当气位能是分子间相互吸引而形成的，它取决于气体的压力或比体积。当气体的状态一定时，气体的温度、压力和比体积都有固定的数值，其热力体的状态一定时，气体的温度、压力和比体积都有固定的数值，其热力体的状态一定时，气体的温度、压力和比体积都有固定的数值，其热力体的状态一定时，气体的温度、压力和比体积都有固定的数值，其热力学能也必然有固定的数值，所以热力学能也是气体的状态参数。学能也必然有固定的数值，所以热力学能也是气体的状态参数。学能也必然有固定的数值，所以热力学能也是气体的状态参数。学能也必然有固定的数值，所以热力学能也是气体的状态参数。对于理想气体而言，因假设其分子间没有吸引力，也就没有位能，对于理想气体而言，因假设其分子间没有吸引力，也就没有位能，对于理想气体而言，因假设其分子间没有吸引力，也就没有位能，对于理想气体而言，因假设其分子间没有吸引力，也就没有位能，所以理想气体的热力学能仅指其内部动能，它是温度所以理想气体的热力学能仅指其内部动能，它是温度所以理想气体的热力学能仅指其内部动能，它是温度所以理想气体的热力学能仅指其内部动能，它是温度T T T T的单值函数。的单值函数。的单值函数。的单值函数。1k1k1k1k。气体的热力学能用符号气体的热力学能用符号气体的热力学能用符号气体的热力学能用符号u u u u表示，单位为表示，单位为表示，单位为表示，单位为J/kgJ/kgJ/kgJ/kg或或或或kJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kg，则，则，则，则u=f(T)u=f(T)u=f(T)u=f(T)第二节第二节第二节第二节 热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律上一页上一页下一页下一页返回返回分析发动机热功转换过程时，通常只计算热力学能的变化值。分析发动机热功转换过程时，通常只计算热力学能的变化值。分析发动机热功转换过程时，通常只计算热力学能的变化值。分析发动机热功转换过程时，通常只计算热力学能的变化值。1kg1kg1kg1kg气体的温度从气体的温度从气体的温度从气体的温度从T T T T1 1 1 1变化到变化到变化到变化到T T T T2 2 2 2时，其热力学能的变化量时，其热力学能的变化量时，其热力学能的变化量时，其热力学能的变化量uuuu为为为为气体的热力学能用符号气体的热力学能用符号气体的热力学能用符号气体的热力学能用符号U U U U表示，单位为表示，单位为表示，单位为表示，单位为J J J J或或或或kJkJkJkJ，温度从，温度从，温度从，温度从T T T T1 1 1 1变化到变化到变化到变化到T T T T2 2 2 2时，时，时，时，其热力学能的变化量其热力学能的变化量其热力学能的变化量其热力学能的变化量UUUU为为为为二、热力学第一定律二、热力学第一定律二、热力学第一定律二、热力学第一定律热力学第一定律是能量转换与守恒定律在热力学中的应用。根据热热力学第一定律是能量转换与守恒定律在热力学中的应用。根据热热力学第一定律是能量转换与守恒定律在热力学中的应用。根据热热力学第一定律是能量转换与守恒定律在热力学中的应用。根据热力学第一定律，建立了闭口系统和开口系统的能量方程式，它们是进行力学第一定律，建立了闭口系统和开口系统的能量方程式，它们是进行力学第一定律，建立了闭口系统和开口系统的能量方程式，它们是进行力学第一定律，建立了闭口系统和开口系统的能量方程式，它们是进行热力分析和热力计算的主要基础。热力学第一定律可以描述为：热和功热力分析和热力计算的主要基础。热力学第一定律可以描述为：热和功热力分析和热力计算的主要基础。热力学第一定律可以描述为：热和功热力分析和热力计算的主要基础。热力学第一定律可以描述为：热和功可以相互转换，为了要获得一定量的功，必须消耗一定量的热；反之，可以相互转换，为了要获得一定量的功，必须消耗一定量的热；反之，可以相互转换，为了要获得一定量的功，必须消耗一定量的热；反之，可以相互转换，为了要获得一定量的功，必须消耗一定量的热；反之，消耗一定量的功，必会产生一定量的热消耗一定量的功，必会产生一定量的热消耗一定量的功，必会产生一定量的热消耗一定量的功，必会产生一定量的热第二节第二节第二节第二节 热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律上一页上一页下一页下一页返回返回工质经历受热做功的热力过程时，工质从外界接受的热量、工质因工质经历受热做功的热力过程时，工质从外界接受的热量、工质因工质经历受热做功的热力过程时，工质从外界接受的热量、工质因工质经历受热做功的热力过程时，工质从外界接受的热量、工质因受热膨胀而对外所做出的功、同时间内工质所储存或付出的能量三者之受热膨胀而对外所做出的功、同时间内工质所储存或付出的能量三者之受热膨胀而对外所做出的功、同时间内工质所储存或付出的能量三者之受热膨胀而对外所做出的功、同时间内工质所储存或付出的能量三者之间，必须保持收支上的平衡，否则就不符合能量守恒的原则。间，必须保持收支上的平衡，否则就不符合能量守恒的原则。间，必须保持收支上的平衡，否则就不符合能量守恒的原则。间，必须保持收支上的平衡，否则就不符合能量守恒的原则。工质内部所具有的各种能量，总称为工质的热力学能工质内部所具有的各种