热力学第三章热力学第一定律复习.

1、s22/wzgchq热力学问题经常可忽略动、位能变化热力学问题经常可忽略动、位能变化例：例：c1 = 1 m/s c2 = 30 m/s (c22 - c12) / 2 = 0.449 kJ/ kgz1 = 0 m z2 = 30 mg ( z2 - z1) = 0.3 kJ/kg1bar下下, 0 oC水的水的 h1 = 84 kJ/kg100 oC水蒸气水蒸气的的 h2 = 2676 kJ/kgsqhw 火力发电火力发电核电核电飞机发动机飞机发动机轮船发动机轮船发动机移动电站移动电站 燃气机燃气机蒸汽轮机蒸汽轮机Steam turbinesqhw 1) 体积不大体积不大2）流量大流量大3）

2、保温层保温层q 0ws = -h = h1 - h20输出的轴功是靠焓降转变的输出的轴功是靠焓降转变的火力发电火力发电核电核电飞机发动机飞机发动机轮船发动机轮船发动机移动电站移动电站 压气机压气机水泵水泵制冷制冷空调空调压缩机压缩机sqhw 1) 体积不大体积不大2）流量大流量大3）保温层保温层q 0ws = -h = h1 - h20输入的轴功转变为焓升输入的轴功转变为焓升火力发电：火力发电：锅炉、凝汽器锅炉、凝汽器核电：核电：热交换器、凝汽器热交换器、凝汽器制冷制冷空调空调蒸发器、冷凝器蒸发器、冷凝器热流体放热量：热流体放热量：没有作功部件没有作功部件sqhw 热流体热流体冷流体冷流体h1

3、h2s0w 21qhhh h1h2210qhhh 冷流体吸热量：冷流体吸热量：210qhhh 焓变焓变管道阀门管道阀门制冷制冷空调空调膨胀阀、毛细管膨胀阀、毛细管绝热节流过程，前后绝热节流过程，前后h不变不变，但，但h不是处处相等不是处处相等h1h2sqhw 没有作功部件没有作功部件s0w 绝热绝热0q 0h12hh火力发电火力发电蒸汽轮机静叶蒸汽轮机静叶核电核电飞机发动机飞机发动机轮船发动机轮船发动机移动电站移动电站 压气机静叶压气机静叶Nozzles and Diffusers 喷管目的：喷管目的： 压力降低，速度提高压力降低，速度提高扩压管目的：扩压管目的：动能与焓变相互转换动能与焓变相

4、互转换速度降低，压力升高速度降低，压力升高动能参与转换，不能忽略动能参与转换，不能忽略s0w 0q s22/wzgchq0gz212ch 1、本质：本质：能量守恒与转换定律能量守恒与转换定律=进入进入系统系统的的能量能量离开离开系统系统的的能量能量系统系统储存能量储存能量的的变化变化-2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用式通用式2、热一律表达式：热一律表达式：cvnet2outout2inind/2/2QEWhcgzmhcgzm稳流：稳流：mmminoutdEcv / = 0s22/wzgchqtqhw 2outcvout2innetind/2/2QEhc

5、gzmhcgzmW通用式通用式闭口系：闭口系：outin0mm2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用式通用式netcvd/QEWQdEW 2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用式通用式循环循环dEcv = 0netQWQWout = in孤立系：孤立系： 2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用式通用式netoutin0QWmm0isodE3、热力学第一定律表达式和适用条件、热力学第一定律表达式和适用条件任何工质，任何过程任何工质，任何过程quw dqup v 任何工质，准静态过程任何工质

6、，准静态过程s22/wzgchq任何工质，任任何工质，任何何稳流稳流过程过程sqhw 或或tqhw 忽略动、位忽略动、位能变化能变化qdupdvdhvdp4、准静态下两个热力学微分关系式准静态下两个热力学微分关系式 适合于闭口系统和稳流开口系统适合于闭口系统和稳流开口系统后续很多式子基于此两式后续很多式子基于此两式5、u与与 h U, H 广延广延参数参数 u, h 比参数比参数 U 系统本身具有的内部能量系统本身具有的内部能量H 不是系统本身具有的能量，不是系统本身具有的能量， 开口系中随工质流动而携带的，取开口系中随工质流动而携带的，取 决于状态参数的能量决于状态参数的能量 6、四种功的关

7、系四种功的关系 准静态下准静态下2t12swcgzw()twpvwtwvdpwpdv闭口系过程闭口系过程开口系过程开口系过程思考题思考题 工质膨胀是否一定对外作功？工质膨胀是否一定对外作功？做功对象和做功部件做功对象和做功部件定容过程是否一定不作功？定容过程是否一定不作功？开口系，技术功开口系，技术功定温过程是否一定不传热？定温过程是否一定不传热？相变过程（冰融化，水汽化）相变过程（冰融化，水汽化）twvdp水轮机水轮机气体被压缩时一定消耗外功气体被压缩时一定消耗外功热力学功指有用功热力学功指有用功p00WpdVp dV对外作功指有用功对外作功指有用功气体边膨胀边放气体边膨胀边放热是可能的热是

8、可能的tQH W对工质加热，其温度反而降低，对工质加热，其温度反而降低，这种情况不可能这种情况不可能QU W000循环循环121 2aUU121 2aWW1 21 21 2aaaQUW121212QUW思考题思考题4附图附图121 2aQQ121 2tt aWW121 2aHH 121212tQHW1 21 21 2aat aQHW0U 0H tWWQ蜒 1.一个装有2kg工质的闭口系统经历了如下过程：过程中系统散热25kJ，外界对系统做功100kJ，比热力学能减少15kJ/kg,并且整个系统被举高1000m。试确定过程中系统动能的变化2.一活塞汽缸设备内装有5kg的水蒸气，由初态的比热力学能

9、u12709kJ/kg，膨胀到u22659.6kJ/kg，过程中加给水蒸气的热量为80kJ，通过搅拌器的轴输入系统18.5kJ的轴功。若系统无动能位能的变化，试求通过活塞所做的功。 3.如图所示的汽缸，充以空气，汽缸载面积A100cm2，活塞距底面高度H10cm，活塞及重物的总质量G1195kg。当地大气压Pb102kpa，环境温度to27摄氏度，当汽缸内的气体与外界处于热平衡时，把活塞重物拿去100kg，活塞会突然上升，最后重新达到热力平衡。假定活塞与汽缸之间无摩擦，气体可以通过汽缸壁与外界充分换热，空气为理想气体，试求活塞上升的距离，气体的换热量。1.某燃气轮机装置，如图所示，已知压气机进

10、口处空气的焓h1290kj/kg.经压缩后，空气升温使得焓增为h2580kj/kg，在截面2处空气和燃料的混合物以C220m/s的速度进入燃烧室，在定压下燃烧，使工质吸入热量q670 kj/kg，燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态3，h3= 800kj/kg,流速增加到C3，此燃气进入动叶片，推动转轮做功。若燃气在动叶片的热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度C4 100m/s，求：（1）若空气流量为100kg/s，压气机消耗的功率有多大？（2）若燃气的发热值qb= 43960 kj/kg,燃料的消耗量为多大？（3）燃气在喷管处的流速C3多大？（4）燃气轮机的功率和燃气轮机装置的总功率多大？ 2.空气在压气机中被压缩。压缩前空气的参数是P