知识点：功量PPT

1、 系统与外界传递的能量主要有：功量、热量和随物质流系统与外界传递的能量主要有：功量、热量和随物质流入流出控制体界面所携带的能量。入流出控制体界面所携带的能量。 1. 1.功量的定义功量的定义 功量是在除温差以外的其他不平衡势差的作用下系统与功量是在除温差以外的其他不平衡势差的作用下系统与外界所发生的能量交换。由于不平衡势差的存在导致了过程外界所发生的能量交换。由于不平衡势差的存在导致了过程的进行，故功量只有在过程中才能发生才有意义。过程停止的进行，故功量只有在过程中才能发生才有意义。过程停止了，系统与外界的功量传递也相应停止。所以功量是过程量了，系统与外界的功量传递也相应停止。所以功量是过程量

2、它的大小除了取决于热力过程的初、终状态，还和过程的特它的大小除了取决于热力过程的初、终状态，还和过程的特性有关。性有关。 2.2.容积变化功及容积变化功及p-vp-v图图 热能与机械能的相互转化是依靠工质的膨胀或压缩来实热能与机械能的相互转化是依靠工质的膨胀或压缩来实现的，相应的称为膨胀功或压缩功，也称容积变化功。如图现的，相应的称为膨胀功或压缩功，也称容积变化功。如图知识点：功量知识点：功量1 1所示，以气缸所示，以气缸- -活塞机构为例来推导容积功的计算式。活塞机构为例来推导容积功的计算式。 设气缸内有设气缸内有1kg1kg气体，并取其气体，并取其为闭口热力系统。工质在闭口系为闭口热力系统

3、。工质在闭口系统内进行一热力过程统内进行一热力过程1-2,1-2,当工质当工质克服外力克服外力F F推动活塞移动微小距推动活塞移动微小距离离dSdS时，工质将对外做出微小的时，工质将对外做出微小的膨胀功。膨胀功。 假设过程是可逆过程，作用假设过程是可逆过程，作用在活塞上的外力在活塞上的外力 F F与工质作用在与工质作用在活塞上的力相等。外力活塞上的力相等。外力 F F就可以就可以用系统内部的状态参数来表示，用系统内部的状态参数来表示， vv0pdS21pdv2v121pF21pdvwpdvw 图图1 1 容积变化功容积变化功知识点：功量知识点：功量wF dS即即式中式中f f是活塞的截面积。于

4、是有是活塞的截面积。于是有 式中式中dvdv表示当活塞移动表示当活塞移动dSdS时，系统比容的微小变化。时，系统比容的微小变化。 对于整个膨胀过程对于整个膨胀过程1-21-2，工质对外所作的膨胀功为：，工质对外所作的膨胀功为： 在在p-vp-v图中，膨胀功图中，膨胀功w w的值为过程曲线的值为过程曲线1-21-2下的面积下的面积12v12v2 2v v1 11 1由于在由于在p-vp-v图上可用过程线与坐标轴之间围成的面积表示功的图上可用过程线与坐标轴之间围成的面积表示功的大小，故又称大小，故又称p-vp-v图为示功图。很显然，在初、终状态相同的图为示功图。很显然，在初、终状态相同的pfF w

5、pdvwpfdSJ/kg J/kg （1 1）知识点：功量知识点：功量21wpdvJ/kg J/kg （2 2）情况下，如果过程所经历的途径不同，则膨胀功的大小也不情况下，如果过程所经历的途径不同，则膨胀功的大小也不同，这充分说明膨胀功与过程特性有关，膨胀功是过程量而同，这充分说明膨胀功与过程特性有关，膨胀功是过程量而不是状态量。不是状态量。 3. 3.轴功轴功 系统通过机械轴与系统通过机械轴与外界传递的机械功称轴外界传递的机械功称轴功。见图功。见图 2 2外界功源向外界功源向刚性绝热闭口系统输入刚性绝热闭口系统输入轴功轴功WsWs，该轴功通过耗，该轴功通过耗散效应转换成热量，被散效应转换成热量，被系统吸收，增加系统内系统吸收，增加系统内能。但刚性容器中工质能。但刚性容器中工质 知识点：功量知识点：功量（a）系统sW（b）出口进口sW图图2 2 轴功轴功不能膨胀，热量不可能转换为机械功，因此，刚性闭口系统不能膨胀，热量不可能转换为机械功，因此，刚性闭口系统不能向外界输出膨胀功。工程上许多机械为开口系统，与外不能向外界输出膨胀功。工程上许多机械为开口系统，与外界传递的机械功为轴