工程热力学 课件 第一章 基本概念.pptx

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1、工程热力学课件 制作人：制作者ppt时间：2024年X月目录第第1 1章章 基本概念基本概念第第2 2章章 热力学基本概念热力学基本概念第第3 3章章 简单工作循环简单工作循环第第4 4章章 热力学第一定律热力学第一定律第第5 5章章 热力学第二定律热力学第二定律第第6 6章章 总结总结 0101第1章 基本概念 什么是热力学什么是热力学热力学是研究能量转化和热力学是研究能量转化和传递的科学。研究热力学传递的科学。研究热力学系统、工作、热和能量平系统、工作、热和能量平衡等基本概念，帮助理解衡等基本概念，帮助理解能量的转移和利用方式。能量的转移和利用方式。热力学的历史热力学的起源古希腊时期现代热

2、力学发展19世纪热力学发展里程碑卡诺循环热力学第二定律热力学第二定律熵的增加原理熵的增加原理热力学第三定律热力学第三定律绝对零度绝对零度热力学第四定律热力学第四定律极低温下热容无限趋近于零极低温下热容无限趋近于零热力学定律热力学第一定律热力学第一定律能量守恒定律能量守恒定律固定质量，能量交换封闭系统0103无质量和能量交换孤立系统02质量和能量交换开放系统 0202第二章 热力学基本概念 热力学态函数热力学态函数热力学态函数是描述热力热力学态函数是描述热力学系统性质的函数，包括学系统性质的函数，包括内能、焓、熵等重要概念。内能、焓、熵等重要概念。这些函数可以帮助我们理这些函数可以帮助我们理解系

3、统内部的能量转化和解系统内部的能量转化和分布情况，是研究热力学分布情况，是研究热力学过程的重要工具。过程的重要工具。热容与比热物质的热稳定性指标热容单位质量物质温度升高时吸收的热量比热各部分热量互相流动达到稳定状态热平衡010302热能传递的过程，遵循热传导定律热传导布雷顿循环布雷顿循环常见于蒸汽轮机常见于蒸汽轮机以维持机器稳定运行以维持机器稳定运行工质循环工质循环气体、液体或固体参与能量转气体、液体或固体参与能量转化过程化过程循环效率循环效率能量转化的有效性指标能量转化的有效性指标影响系统的能量利用率影响系统的能量利用率热力学循环卡诺循环卡诺循环理想可逆热机循环理想可逆热机循环在不同等温和绝

4、热过程中工作在不同等温和绝热过程中工作总结热力学基本概念是理解能量转化与传递过程的基础，熟悉热力学态函数、热容、热平衡、热传导以及热力学循环等概念，有助于我们深入探讨各种热力学现象和应用。0303第3章 简单工作循环 卡诺循环卡诺循环卡诺循环是理想的热力学卡诺循环是理想的热力学循环，被认为是热机的理循环，被认为是热机的理论极限。在卡诺循环中，论极限。在卡诺循环中，热机通过等温膨胀和绝热热机通过等温膨胀和绝热膨胀过程来实现工作。这膨胀过程来实现工作。这种循环具有高效率和能量种循环具有高效率和能量转化效果。转化效果。布雷顿循环燃烧室内发生吸热气体推动活塞膨胀减小气缸容积压缩冷却系统散热排热气体膨胀

5、热源放热0103气体压缩冷源吸热02气体冷却绝热膨胀膨胀膨胀气体推动活塞气体推动活塞压缩压缩减小气缸容积减小气缸容积排热排热冷却系统散热冷却系统散热朗肯循环吸热吸热气体加热气体加热总结简单工作循环包括卡诺循环、布雷顿循环、斯特林循环和朗肯循环。每种循环都有其特点和应用领域，了解这些不同的循环对于工程热力学的学习和应用至关重要。0404第4章 热力学第一定律 能量不能自发消失或产生，只能从一个形式转化为另一个形式能量守恒的原理010302 热力学第一定律的应用热热力力学学系系统统的的能能量量分析分析可用于热量分析可用于热量分析可用于功分析可用于功分析可用于内能分析可用于内能分析热力学第一定律的推

6、论根据热力学第一定律可以推导出热力学系统的能量平衡方程，通过能量平衡方程可以分析能量转化的过程。热力学第一定律热力学第一定律的实例的实例以某热力学系统为例，分以某热力学系统为例，分析热力学第一定律的应用，析热力学第一定律的应用，包括热量输入、功输出和包括热量输入、功输出和内能变化的计算。内能变化的计算。0505第五章 热力学第二定律 热力学第二定律热力学第二定律的表述的表述热力学第二定律指出热量热力学第二定律指出热量不能自发地从低温物体传不能自发地从低温物体传递到高温物体。这一定律递到高温物体。这一定律限制了热力学循环的效率，限制了热力学循环的效率，对能量转换过程有重要影对能量转换过程有重要影

7、响。响。热力学第二定律的表述不自发低温到高温热量传递受限热力学循环效率卡诺定理卡诺定理卡诺定理指出在给定温度卡诺定理指出在给定温度下，卡诺循环是效率最高下，卡诺循环是效率最高的循环。这是热力学第二的循环。这是热力学第二定律的一个重要推论，对定律的一个重要推论，对于热机效率提供了理论基于热机效率提供了理论基础。础。卡诺定理卡诺循环效率最高循环给定温度下温度条件熵增加原理熵增加原理熵增加原理指出孤立系统熵增加原理指出孤立系统的熵不会减少。这一原理的熵不会减少。这一原理是热力学第二定律的核心是热力学第二定律的核心概念，描述了系统内部无概念，描述了系统内部无序度的增加趋势。序度的增加趋势。熵增加原理不

8、减少孤立系统熵核心概念无序度增加热力学第二定律热力学第二定律的应用的应用热力学第二定律可以用于热力学第二定律可以用于评估热力学系统的效率。评估热力学系统的效率。通过计算热机效率和制冷通过计算热机效率和制冷效率等参数，可以优化能效率等参数，可以优化能量转换过程。量转换过程。热力学第二定律的应用热机效率系统效率评估制冷效率能量转换优化 0606第6章 总结 热力学在工程中热力学在工程中的应用的应用热力学在工程中扮演着至热力学在工程中扮演着至关重要的角色，从燃料电关重要的角色，从燃料电池到制冷空调等领域，都池到制冷空调等领域，都有着广泛的应用。通过热有着广泛的应用。通过热力学的原理，工程师们能力学的

9、原理，工程师们能够更好地设计和优化工程够更好地设计和优化工程系统，提高工程效率和性系统，提高工程效率和性能。能。热力学在工程中的应用利用化学能转化为电能燃料电池调节室内温度制冷空调提高工程效率热动力系统实现能源利用能源转换引领热力学理论科技发展010302不断完善理论工程应用技术创新技术创新应用于实践中应用于实践中提高工程效率提高工程效率学科交叉学科交叉与其他学科融合与其他学科融合创造新知识创造新知识国际合作国际合作共同推动热力学发展共同推动热力学发展促进工程领域进步促进工程领域进步热力学的发展趋势科学研究科学研究不断推动蓬勃发展不断推动蓬勃发展探索新领域探索新领域结语热力学作为一门基础科学，在工程领域的发展中发挥着重要作用。不断学习和探索热力学理论与应用，将会为工程技术的创新和发展提供有力支持。再会！