热工课件.ppt

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1、本节课主要内容22-1 系统储存能能量是物质运动的度量，运动有各种不同的形态，相应的就有各种不同的能量。系统储存的能量称为储存能，它有内部储存能与外部储存能之分。系统的内部储存能即为热力学能。系统储存能系统储存能内部储存能(微观)（热力学能即内能）外部储存能(宏观)（宏观机械能）3一、热力学能(内能)1、概念：热力学能是储存在系统内部的各种微观能量的总称，它与系统内工质的内部粒子的微观运动和粒子的空间位置有关.热力学能(内能)符号：U，法定计量单位：焦耳（J）比热力学能(比内能)（1kg物质的热力学能）：符号：u，单位：J/kg增加热力学能的两种方法:做功和传热4一、热力学能(内能)2、微观组

2、成：内动能：分子热运动（移动、转动、振动）形成的内动能。它是温度的函数。内位能：分子间相互作用形成的内位能。它是比体积和温度的函数。其它能：维持一定分子结构的化学能、原子核内部的原子能及电磁场作用下的电磁能等。注意：工程热力学中只存在内动能和内位能。所以有：u=f(T,v)5一、热力学能（内能）3、热力学能特性热力学能是状态参数，是热力状态的单值函数；其变化量与过程特性无关，只与初、终状态有关；对理想气体,热力学能只与工质的温度有关注意：注意：pv12ab06物体的内能与机械能的区别1能量的形式不同。物体的内能和物体的机械能分别跟两种不同的运动形式相对应。内能是由于组成物体的大量分子的热运动及

3、分子间的相对位置而使物体具有的能；而机械能是由于整个物体的机械运动及其与它物体间相对位置而使物体具有的能。2决定能量的因素不同。内能只与物体的温度和体积有关，而与整个物体的运动速度路物体的相对位置无关机械能只与物体的运动速度和跟其他物体的相对位置有关，与物体的温度体积无关 3一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能。7二、外部储存能需要用在系统外的参考坐标系测量的参数来表示的能量，称为外部储存能，它包括系统的宏观动能和重力位能：宏观动能：m 物体质量；c 运动速度重力位能：Z 相对于系统外的参考坐标系的高度8系统总储存能系统总储存能(E E)=)=热力学能热力学

4、能(U U)+)+外储存能外储存能(E Ek k+E Ep p)单位质量工质的比储存能：单位质量工质的比储存能：比储存能为状态参数，对于没有宏观运动且相对高度为零的系统，总储存能就等于热力学能，即：e=u 或 E=U三、系统的总储存能92-2 闭口系能量方程式闭口系：系统与外界没有物质交换，传递能量只有热量和功量两种形式。在热力过程中（如图）系统从外界热源取得热量Q；对外界做膨胀功W；=进入进入系统的系统的能量能量离开离开系统系统的能量的能量系统内部储存系统内部储存能量的变化能量的变化-能量平衡关系式：W WQ Q10对于不做整体移动的闭口系，系统宏观动能和位能均无变化，有：（E=U），故对微

5、元过程单位质量热能转变为机械能的根本途径热力系吸收的能量增加系统的热力学能对外膨胀作功 一定质量对微元过程2-2 闭口系能量方程式11第一定律基本表达式的符号规定+系统吸热系统吸热系统放热系统放热内能增加内能增加内能减少内能减少系统对外界做功系统对外界做功外界对系统做功外界对系统做功12例题分析例2-1：气体在某一过程中吸收的热量为50J，同时热力学能增加了84J，问此过程是膨胀过程还是压缩过程?作功量为多少?解：根据题意，有 Q=50J，U=84J，由闭口系能量方程式，可得:W=Q-U=50-84=-34J0可见，此过程为压缩过程，外界对气体作功34J。13本节小结系统的内部储存能和外部储存能闭口系能量方程及应用14