第二章-能量与热力学第一定律
2017-03-08 09:15:19 0 举报AI智能生成
第二章-能量与热力学第一定律，探讨了能量的基本概念和性质。能量是物体或系统进行工作的能力，它可以分为动能、势能和内能等不同形式。热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，指出在一个封闭系统中，能量不能被创造或消失，只能从一种形式转化为另一种形式。这一定律对于理解和分析各种物理现象至关重要，例如热传导、机械运动和化学反应等。通过研究能量的转化和守恒规律，我们可以更好地理解自然界中的各种现象，并为能源利用和环境保护提供科学依据。
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大纲/内容
2-1 热力学第一定律的性质
在任何发生能量传递和转换的热力过程中，传递和转换前后能量的总量维持恒定
2-2 功
功是过程量
“d”表示状态量的微小增量；“δ”表示微元过程中传递的微小量
功的定义
功是物系之间相互作用而传递的能量。当系统完成功时，其对外界的作用可用在外界举起重物的单一效果来代替。
准静功
系统在准平衡过程中完成的功量
功的正负
系统对外界作功
取正
外界对系统作功
取负
比功
ω=W/m
单位质量的物质所做的功
功率
1W=1 J/s
单位时间内完成的功
任意准平衡过程体积变化功的表达式
δW=pAdx=pdV
比体积变化功的表达式
2-3 热
热的定义
热力系与外界之间依靠温差传递的能量
δQ=mcdT
2-4 循环过程热力学第一定律的表达式
热力系经历一循环过程回到初态时，系统在整个循环中吸收（或放出）的热量等于其对外完成（或得到）的功量
闭系循环过程热力学第一定律的表达式
2-5 热力学第一定律的推论，状态参数热力学能
一、状态参数热力学能
dU=δQ-δW
净能量输入
系统的热力学能
从微观角度看，热力学能是与物质内部粒子的微观运动和粒子空间位型有关的能量
工程热力学中，热力学能=分子运动的内动能Uk+分子之间的内位能Up
U=f(T,V)
二、外部储存能
宏观动能
Ek=1/2mv²
重力位能
Ep=mgz
三、系统的总储存能
系统的总储能为内外储存能之和
E=U+Ek+Ep
比储存能为
子主题
2-6 热力系与外界的物质交换
质量守恒方程式
稳定流动过程
在流动过程中，流道内各点流体的热力状态及流动情况不随时间变化
流动功
2-7 热力学第一定律的表达式
基本表达式
稳定流动能量方程式
2-8 能量方程式的应用
1、热力发动机
2、喷管
3、汽轮机叶轮
4、热交换器
5、压气机
6、节流过程
2-9 非稳定流动的能量方程式
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