热工与流体力学基础-第1章ppt课件.ppt

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1、认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一篇第一篇 工工 程程 热热 力力 学学1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 工程热力学是从工程应用的角度研究工程热力学是从工程应用的角度研究热能与机械能热能与机械能之间相互转换的规律之间相互转换的规律。工程热力学是各种动力装置、制冷装置、热泵空调机工程热力学是各种动力装置、制冷装置、热泵空调机组、锅炉及各种热交换器进行分析和计算的理论基础。组、锅炉及各种热交换器进行分析和计算

2、的理论基础。本篇主要讲述：热力学的基本概念及基本定律（热力本篇主要讲述：热力学的基本概念及基本定律（热力学第一定律、热力学第二定律）；理想气体的热力性质和学第一定律、热力学第二定律）；理想气体的热力性质和热力过程；参与能量转换与传递的工作介质（水蒸气、混热力过程；参与能量转换与传递的工作介质（水蒸气、混合气体、湿空气等）的热力性质；蒸汽动力循环；气体和合气体、湿空气等）的热力性质；蒸汽动力循环；气体和蒸汽的流动等工程热力学基础知识。蒸汽的流动等工程热力学基础知识。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”

3、项目第一章第一章 热力学基本概念热力学基本概念1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目学习导引学习导引 本章介绍了许多重要的概念，对于后续内本章介绍了许多重要的概念，对于后续内本章介绍了许多重要的概念，对于后续内本章介绍了许多重要的概念，对于后续内容的学习非常重要。在学习过程中，应注意把容的学习非常重要。在学习过程中，应注意把容的学习非常重要。在学习过程中，应注意把容的学习非常重要。在学习过程中，应注意把相关的概念串接起来，既对单个概念的物理意相关的概念串接起来，既对单个概念的物理意相关的概念串接起

4、来，既对单个概念的物理意相关的概念串接起来，既对单个概念的物理意义有较深刻的理解，又能从整体上将这些概念义有较深刻的理解，又能从整体上将这些概念义有较深刻的理解，又能从整体上将这些概念义有较深刻的理解，又能从整体上将这些概念有机的联系起来。有机的联系起来。有机的联系起来。有机的联系起来。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目学习要求学习要求 理解工质、热力系的定义，掌握热力系的分类。理解工质、热力系的定义，掌握热力系的分类。理解工质、热力系的定义，掌握热力系的分类。理解工质、热力系的定义，掌握热力

5、系的分类。理解热力状态和状态参数的定义；掌握状态参数的特征、分理解热力状态和状态参数的定义；掌握状态参数的特征、分理解热力状态和状态参数的定义；掌握状态参数的特征、分理解热力状态和状态参数的定义；掌握状态参数的特征、分 类，基本状态参数的物理意义和单位；掌握绝对压力、表压类，基本状态参数的物理意义和单位；掌握绝对压力、表压类，基本状态参数的物理意义和单位；掌握绝对压力、表压类，基本状态参数的物理意义和单位；掌握绝对压力、表压 力和真空度的关系。力和真空度的关系。力和真空度的关系。力和真空度的关系。掌握平衡状态的物理意义及实现条件。掌握平衡状态的物理意义及实现条件。掌握平衡状态的物理意义及实现条

6、件。掌握平衡状态的物理意义及实现条件。了解状态方程式及参数坐标图的物理意义及作用。了解状态方程式及参数坐标图的物理意义及作用。了解状态方程式及参数坐标图的物理意义及作用。了解状态方程式及参数坐标图的物理意义及作用。理解热力过程、准平衡过程和可逆过程的物理意义与联系，理解热力过程、准平衡过程和可逆过程的物理意义与联系，理解热力过程、准平衡过程和可逆过程的物理意义与联系，理解热力过程、准平衡过程和可逆过程的物理意义与联系，能正确判定准平衡过程和可逆过程。能正确判定准平衡过程和可逆过程。能正确判定准平衡过程和可逆过程。能正确判定准平衡过程和可逆过程。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才

7、能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目本章难点本章难点 本章的许多概念比较抽象，较难理解。学习中应将抽本章的许多概念比较抽象，较难理解。学习中应将抽本章的许多概念比较抽象，较难理解。学习中应将抽本章的许多概念比较抽象，较难理解。学习中应将抽 象的概念与具体的物理量或图形联系起来。象的概念与具体的物理量或图形联系起来。象的概念与具体的物理量或图形联系起来。象的概念与具体的物理量或图形联系起来。在工程热力学中普遍采用抽象和简化的方法，为此，在工程热力学中普遍采用抽象和简化的方法，为此，在工程热力学中普遍采用抽象和简化的方法，为此，在工程热力学中普遍采

8、用抽象和简化的方法，为此，应对研究方法的实用性和科学依据有比较深刻的理解。应对研究方法的实用性和科学依据有比较深刻的理解。应对研究方法的实用性和科学依据有比较深刻的理解。应对研究方法的实用性和科学依据有比较深刻的理解。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 第一节第一节 工质和热力系工质和热力系一、工质一、工质 实现能量传递与转换的媒实现能量传递与转换的媒介物质介物质。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫

9、”项目蒸汽动力循环示意图锅锅炉炉汽轮机汽轮机凝汽器凝汽器水泵水泵水泵水泵冷却水冷却水冷却水冷却水过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽乏汽乏汽乏汽乏汽循环水循环水循环水循环水发电机发电机发电机发电机给水泵给水泵 锅锅炉炉汽机汽机轮轮凝凝汽汽器器过热器过热器 1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 常用工质常用工质:热机循环中热机循环中:水蒸气、空气水蒸气、空气、燃气、燃气、制冷循环制冷循环、热泵循环中、热泵循环中:氨氨、氟里昂、氟里昂1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后

10、药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目二二、热力系热力系、边界与外界边界与外界 1.热力系热力系 热力学研究时，根据研究问题的需要人为选取一定热力学研究时，根据研究问题的需要人为选取一定热力学研究时，根据研究问题的需要人为选取一定热力学研究时，根据研究问题的需要人为选取一定的工质或空间作为研通常选取一定的工质或空间作为研究的工质或空间作为研通常选取一定的工质或空间作为研究的工质或空间作为研通常选取一定的工质或空间作为研究的工质或空间作为研通常选取一定的工质或空间作为研究对象，称为热力系统，简称热力系或系统。对象，称为热力系统，简称热力系或系统。对象，称为热力系统，简

11、称热力系或系统。对象，称为热力系统，简称热力系或系统。可为真实的物质可为真实的物质、设备或假想的热力学模型设备或假想的热力学模型 如如:泵中的水、汽轮机泵中的水、汽轮机、卡诺热机、卡诺热机 1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2.外界外界 与热力系相互作用的周围物体。与热力系相互作用的周围物体。3.边界边界 热力系与外界之间的分界面热力系与外界之间的分界面。可实际存在可实际存在,亦可假想亦可假想;可固定不动可固定不动,亦可移动或变形。亦可移动或变形。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因

12、，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目边界特性边界特性真实、虚构真实、虚构固定、活动固定、活动1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目三、三、热力系的分类热力系的分类（1）封闭热力系封闭热力系 与与外外界界有有能能量量传传递递,无无物物质质交交换换的的系系统统。系统的质量恒定不变。系统的质量恒定不变。边界边界边界边界活塞活塞活塞活塞气缸气缸气缸气缸1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高

13、度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（2 2）开口热力系）开口热力系 与外界有能量、与外界有能量、物质交换的系统。系物质交换的系统。系统的容积始终保持变。统的容积始终保持变。（3 3）绝热热力系）绝热热力系 与外界没有热与外界没有热量交换的系统。量交换的系统。汽轮机汽轮机边界边界叶轮叶轮11进口进口22出口出口1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（4 4）孤立热力系）孤立热力系 与外界既无能量（功、热量）交与外界既无能量（功、热量）交换又无物质交换的系统。换又无物质交换的系统。1/17/2023认

14、识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目1234mQW1 开口热力系开口热力系 热力热力系系非孤立系相关外界非孤立系相关外界孤立系孤立系1+2 闭口热力系闭口热力系1+3 绝热热力系绝热热力系1+2+3+4 孤立热力系孤立热力系1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目特殊热力系如:热源热源 本本身身热热容容量量很很大大，且且在在放放出出或或吸吸收收有有限限量量热热量量时时自自身身温温度度及及其其它它热热力力学学参参数数没没有

15、有明明显显变变化的物体。化的物体。提提提提供供供供热热热热量量量量的的的的热热热热源源源源称称称称为为为为高高高高温温温温热热热热源源源源；吸吸吸吸收收收收热热热热量量量量的热源称为的热源称为的热源称为的热源称为低温热源低温热源低温热源低温热源。高温热源高温热源吸热吸热吸热吸热Q Q1 1热机热机作功作功作功作功WW机械能机械能放热放热放热放热Q Q2 2低温热源低温热源1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 第二节第二节 工质的热力状态和基本状态参数工质的热力状态和基本状态参数 工质在进行热量工

16、质在进行热量传递和能量转换的传递和能量转换的过程中过程中,其状态不其状态不断发生变化断发生变化低温液态低温液态过热蒸汽过热蒸汽 锅锅炉炉汽轮机汽轮机凝凝汽汽器器1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目一一、热力状态和状态参数热力状态和状态参数热力状态热力状态 工质在某一瞬间所呈现的宏观物理状况称为工质的工质在某一瞬间所呈现的宏观物理状况称为工质的热力状态，简称热力状态，简称状态。状态。状态参数状态参数 描述工质热力状态的宏观的物理量。描述工质热力状态的宏观的物理量。状态参数与状态是一一对应关系，工质

17、的状态发生状态参数与状态是一一对应关系，工质的状态发生变化其状态参数也相应变化。对应于某个给定的热力状变化其状态参数也相应变化。对应于某个给定的热力状态，工质的所有状态参数都有各自确定的数值；反之，态，工质的所有状态参数都有各自确定的数值；反之，一组数值确定的状态参数可以确定一个热力状态。一组数值确定的状态参数可以确定一个热力状态。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 状态参数特征：状态参数特征：状态参数的变化量只与初、终态有关，与所经状态参数的变化量只与初、终态有关，与所经历的路径无关。历的路

18、径无关。经历一个循环，状态参数的变化量必为零。经历一个循环，状态参数的变化量必为零。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目常用状态参数常用状态参数基本状态参数基本状态参数 温度（温度（T）、压力（）、压力（p）、比体积（）、比体积（v）导出状态参数导出状态参数 热力学能（热力学能（U）、焓（）、焓（H）和熵（）和熵（S）可直接或间接测量可直接或间接测量可直接或间接测量可直接或间接测量1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展

19、开了“精准扶贫”项目二二、基本状态参数基本状态参数温度温度 用来标志物体冷热程度的物理量。用来标志物体冷热程度的物理量。温度概念的建立以及温度的测定都是以热平衡为依据的温度概念的建立以及温度的测定都是以热平衡为依据的温度概念的建立以及温度的测定都是以热平衡为依据的温度概念的建立以及温度的测定都是以热平衡为依据的。温度的测量温度的测量:温度计温度计温度的数值标尺温度的数值标尺:温标温标温温 标标温度及符号温度及符号单单 位位关关 系系 摄氏温标摄氏温标摄氏温度摄氏温度t T t+273.15 或或 T t+273热力学温标热力学温标热力学温度热力学温度T K 1 K=1 1 K=1 温度相等温度

20、相等 热平衡热平衡 1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 在在在在标标标标准准准准大大大大气气气气压压压压下下下下，纯纯纯纯水水水水的的的的冰冰冰冰点点点点温温温温度度度度为为为为0 0 ，纯纯纯纯水水水水的的的的沸沸沸沸点点点点温温温温度度度度为为为为100 100，纯纯纯纯水水水水的的的的三三三三相相相相点点点点（固固固固、液液液液、汽三相平衡共存的状态点）温度为汽三相平衡共存的状态点）温度为汽三相平衡共存的状态点）温度为汽三相平衡共存的状态点）温度为0.010.01 。瑞瑞瑞瑞典典典典天天

21、天天文文文文学学学学家家家家摄摄摄摄尔尔尔尔修修修修斯斯斯斯（CelsiusCelsius）于于于于17421742年年年年建建建建立。立。立。立。选选选选择择择择水水水水银银银银的的的的体体体体积积积积作作作作为为为为温温温温度度度度测测测测量量量量的的的的物物物物性性性性，认认认认为为为为其其其其随随随随温温温温度度度度线线线线性性性性变变变变化化化化，并并并并将将将将0 0 100 100 温温温温度度度度下下下下的的的的体体体体积积积积差差差差均分成均分成均分成均分成100100份，每份对应份，每份对应份，每份对应份，每份对应1 1 1 1。摄氏温标摄氏温标1/17/2023认识到了贫

22、困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 用热力学温标确定的温度称为用热力学温标确定的温度称为用热力学温标确定的温度称为用热力学温标确定的温度称为热力学温度热力学温度热力学温度热力学温度。英英英英国国国国物物物物理理理理学学学学家家家家开开开开尔尔尔尔文文文文（Kelvin)Kelvin)在在在在热热热热力力力力学学学学第第第第二二二二定定定定律基础上建立，也称律基础上建立，也称律基础上建立，也称律基础上建立，也称绝对温标。绝对温标。绝对温标。绝对温标。热热热热力力力力学学学学温温温温标标标标取取取取水水水水的的的的三三三三相

23、相相相点点点点(冰冰冰冰、液液液液体体体体水水水水和和和和水水水水蒸蒸蒸蒸气气气气三三三三相相相相共共共共存存存存的的的的平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态）为为为为基基基基准准准准点点点点，并并并并定定定定义义义义其其其其温温温温度度度度为为为为273.16273.16 KK。温温温温差差差差1 1KK相相相相当当当当于于于于水水水水的的的的三三三三相相相相点点点点温温温温度度度度的的的的1/273.161/273.16。热力学温标热力学温标基本状态参数基本状态参数基本状态参数基本状态参数1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重

24、视，已经展开了“精准扶贫”项目温差温差:1 K=1 T =t t+273.15 或或 T=t+273热力学温标与摄氏温标的关系热力学温标与摄氏温标的关系273.15K是水的冰点的热力学温度，与水三相点是水的冰点的热力学温度，与水三相点的热力学温度相差的热力学温度相差0.01K。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目基本状态参数基本状态参数2.压力压力 指单位面积上承受的垂直作用力指单位面积上承受的垂直作用力(即物理学中的即物理学中的压强压强).气体压力的实质气体压力的实质:大量分子向容器壁面撞击的

25、平均结果大量分子向容器壁面撞击的平均结果.压力的符号压力的符号:p 压力的单位:PaPa （帕帕帕帕），），），），1 Pa=1 N/m1 Pa=1 N/m2 2 1 MPa=103 kPa=106 Pa1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目工程上常用非工程上常用非SI压力单位压力单位 1 bar（巴）（巴）=105 Pa 1 atm（标准大气压）（标准大气压）=1.01325 105 Pa 1 at（工程大气压）（工程大气压）=9.80665 104 Pa 1 mmH2O（毫米水柱）（毫米水柱）

26、=9.80665 Pa1 mmHg（毫米汞柱）（毫米汞柱）=133.322 Pa 压压 力力1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目压压 力力压力的测量压力的测量:测压计测压计1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目压压 力力三种压力三种压力 绝对压力绝对压力 p 表压力表压力 pg p p p pg g+p pb b (p pb b:当地大气压力当地大气压力当地大气压力当地大气压力 )真空度真空度真空度

27、真空度 p pv v p p p pb b p pv v 只有绝对压力才是状态参数只有绝对压力才是状态参数只有绝对压力才是状态参数只有绝对压力才是状态参数1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目p p、p pg g、p pv v与与p pb b间的关系间的关系压压 力力ppgpbppvp=0pb1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 例例1-1 某蒸汽锅炉压力表读数为某蒸汽锅炉压力表读数为12.5MPa

28、，凝汽器的真，凝汽器的真空表读数为空表读数为95KPa。若当地大气压力为标准大气压，试求锅。若当地大气压力为标准大气压，试求锅炉及凝汽器的绝对压力为多少。炉及凝汽器的绝对压力为多少。解：由题意知，大气压力为pb1.01325105Pa。锅炉中蒸汽的绝对压力为 ppg+pb12.5106+1.01325105 12.601325106（Pa）12.601325（MPa）凝汽器内蒸汽的绝对压力为 ppbpv1.0132510595103 6.325103（Pa）6.325（KPa）1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开

29、了“精准扶贫”项目 若题中没有给出当地大气压，则对高压容器取若题中没有给出当地大气压，则对高压容器取pb 0.1MPa，此时锅炉内的蒸汽绝对压力为，此时锅炉内的蒸汽绝对压力为 p pg+pb 12.5+0.1 12.6（MPa）计算误差很小，可以忽略。但对凝汽器内的蒸汽，计算误差很小，可以忽略。但对凝汽器内的蒸汽，其绝对压力为其绝对压力为 p pb pv 0.1 106 95 103 5 103（Pa）5（KPa）由此引起的相对误差由此引起的相对误差 20.9 可见，对于低压或负压空间，近似取值会引起很可见，对于低压或负压空间，近似取值会引起很大的误差，计算应用时必须采用大的误差，计算应用时必

30、须采用真实大气压力真实大气压力。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目基本状态参数基本状态参数3.比体积比体积 指单位质量的工质所占有的体积指单位质量的工质所占有的体积指单位质量的工质所占有的体积指单位质量的工质所占有的体积,用符号用符号用符号用符号 v v 表表表表示，单位为示，单位为示，单位为示，单位为 m m3 3/kg/kg。比体积是表示工质内部分子疏密程度的状态参数，比体积越大，工比体积是表示工质内部分子疏密程度的状态参数，比体积越大，工质内部分子之间的距离越大，工质内部分子越稀疏。质内

31、部分子之间的距离越大，工质内部分子越稀疏。比体积与密度比体积与密度 1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 第三节第三节 平衡状态和热力过程平衡状态和热力过程 一、平衡状态、状态方程式及状态参数坐标图一、平衡状态、状态方程式及状态参数坐标图 1.平衡状态平衡状态 指在没有外界作用（重力场除外）的情况下，热力系的宏观性指在没有外界作用（重力场除外）的情况下，热力系的宏观性质不随时间变化的状态质不随时间变化的状态;否则为否则为非平衡状态非平衡状态。条件：条件：力平衡力平衡、热平衡热平衡用状态参数描述热

32、力系状态特性，只有在平衡状态下才有可能。用状态参数描述热力系状态特性，只有在平衡状态下才有可能。平衡状态为平衡状态为理想状态理想状态。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 一个热力系，当其内部无不平衡的力，且一个热力系，当其内部无不平衡的力，且作用在边界上的力和外力平衡，则该热力系处作用在边界上的力和外力平衡，则该热力系处于于力平衡力平衡；当热力系内各点温度均匀一致且等；当热力系内各点温度均匀一致且等于外界温度时，则该热力系处于于外界温度时，则该热力系处于热平衡热平衡。热力。热力系要达到平衡状态

33、，必须满足力平衡和热平衡系要达到平衡状态，必须满足力平衡和热平衡这两个条件。如热力系内还存在化学反应，则这两个条件。如热力系内还存在化学反应，则尚应包括化学平衡。可见，处于平衡状态的热尚应包括化学平衡。可见，处于平衡状态的热力系其内部各处都是相同的状态，并且不会发力系其内部各处都是相同的状态，并且不会发生变化，因而可用确定的状态参数加以描述。生变化，因而可用确定的状态参数加以描述。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 2.状态方程式状态方程式 表示状态参数之间关系的方程式称为状态方程表示状态参数

34、之间关系的方程式称为状态方程表示状态参数之间关系的方程式称为状态方程表示状态参数之间关系的方程式称为状态方程式式式式 。描述热力状态的各状态参数往往互有联系，可用状态方描述热力状态的各状态参数往往互有联系，可用状态方程式来表示。程式来表示。对于气态工质组成的简单热力系，只需对于气态工质组成的简单热力系，只需两个两个独立的状态独立的状态参数就可确定其平衡状态。参数就可确定其平衡状态。p f1（v，T）v f2（p，T）T f3（p，v）1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 3.状态参数坐标图状态参

35、数坐标图 由任意两个独立的状态参数构成的平面坐标图由任意两个独立的状态参数构成的平面坐标图。在以两个独立状态参数为坐标的平面坐标图上，在以两个独立状态参数为坐标的平面坐标图上，每一点都代表一个平衡状态。每一点都代表一个平衡状态。如如:p-v图图 21v1v2p2p10pv1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目二、二、热力过程热力过程 热力系从一个状态向另一个状态变化时经历的全热力系从一个状态向另一个状态变化时经历的全部状态的总和称为部状态的总和称为热力过程热力过程，简称，简称过程过程。热力系的平衡

36、状态是热力系的平衡状态是不会自发地发生变化不会自发地发生变化的，只有在外界条件改变的的，只有在外界条件改变的情况下才会随着改变。一切实际热力过程都是热力系与外界之间不情况下才会随着改变。一切实际热力过程都是热力系与外界之间不平衡势差（如温度差、压力差等）作用的结果。平衡势差（如温度差、压力差等）作用的结果。对于实际的热力过程，在过程中热力系内部的状态参数由于各种因素对于实际的热力过程，在过程中热力系内部的状态参数由于各种因素的影响并不是统一改变的。的影响并不是统一改变的。在实际的热力过程中热力系与外界交换功量时，不可避免地存在在实际的热力过程中热力系与外界交换功量时，不可避免地存在耗散耗散效应

37、效应（通过摩擦、电阻、磁阻等使功变成热的效应）。（通过摩擦、电阻、磁阻等使功变成热的效应）。对于这些问题如果不作简化处理，热力过程的分析计算势必非常困对于这些问题如果不作简化处理，热力过程的分析计算势必非常困难。因此就有了难。因此就有了准平衡过程准平衡过程与与可逆过程可逆过程的概念。的概念。1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 1.准平衡过程准平衡过程 过程中热力系所经历的每一个状态都无限地接过程中热力系所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的热力过程称为近平衡状态的热力过程称为准平衡过程准平衡

38、过程，或，或准静态过程准静态过程。准平衡过程是一种理想过程。准平衡过程是一种理想过程。在系统内外的不平衡势（如压力差、温度差等）较小、过程进行得足在系统内外的不平衡势（如压力差、温度差等）较小、过程进行得足在系统内外的不平衡势（如压力差、温度差等）较小、过程进行得足在系统内外的不平衡势（如压力差、温度差等）较小、过程进行得足够缓慢的情况下，可以将实际过程近似地看作准平衡过程。够缓慢的情况下，可以将实际过程近似地看作准平衡过程。够缓慢的情况下，可以将实际过程近似地看作准平衡过程。够缓慢的情况下，可以将实际过程近似地看作准平衡过程。准平衡过程可在参数坐标图上近似地用连续的实线表示。准平衡过程可在参

39、数坐标图上近似地用连续的实线表示。热力学中所研究的热力过程，一般都指准平衡过程。热力学中所研究的热力过程，一般都指准平衡过程。pv121/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2.可逆过程可逆过程 如果热力系完成某一热力过程后如果热力系完成某一热力过程后如果热力系完成某一热力过程后如果热力系完成某一热力过程后,再沿原来路径逆向进再沿原来路径逆向进再沿原来路径逆向进再沿原来路径逆向进行时行时行时行时,能使热力系和外界都返回原来状态而不留下任何变化，能使热力系和外界都返回原来状态而不留下任何变化，能使热力

40、系和外界都返回原来状态而不留下任何变化，能使热力系和外界都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为则这一过程称为则这一过程称为则这一过程称为可逆过程可逆过程可逆过程可逆过程。反之。反之。反之。反之,则称为则称为则称为则称为不可逆过程不可逆过程不可逆过程不可逆过程。可逆过程的特征是：可逆过程的特征是：可逆过程的特征是：可逆过程的特征是：首先它应是准平衡过程首先它应是准平衡过程首先它应是准平衡过程首先它应是准平衡过程 其其其其次次次次在在在在可可可可逆逆逆逆过过过过程程程程中中中中不不不不应应应应包包包包括括括括诸诸诸诸如如如如摩摩摩摩擦擦擦擦、电电电电阻阻阻阻、磁磁磁磁阻阻阻阻等等等等的的的

41、的耗耗耗耗散散散散效应。效应。效应。效应。可逆过程是一个理想过程。可逆过程的条件：可逆过程是一个理想过程。可逆过程的条件：可逆过程是一个理想过程。可逆过程的条件：可逆过程是一个理想过程。可逆过程的条件：可逆过程可逆过程可逆过程可逆过程=准平衡过程准平衡过程准平衡过程准平衡过程无耗散效应无耗散效应无耗散效应无耗散效应1/17/2023认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目本章小结本章小结一、工质一、工质二、热力系二、热力系三、状态参数三、状态参数四、平衡状态四、平衡状态五、热力过程五、热力过程(准平衡准平衡过程、可逆过程过程、可逆过程)1/17/2023