吉林大学工程热力学课件工程热力学第一讲

工程热力学B主讲：刘研

汽车工程学院热能工程系12/12/20221成绩分布考试成绩70分平时成绩15分实验成绩5分素质成绩10分12/12/20222教材：《工程热力学》华自强张忠进编

高等教育出版社出版《工程热力学》沈维道编高等教育出版社出版参考书：《工程热力学》朱明善等编清华大学出版社出版12/12/20223绪论（课程研究的主要任务）

工程热力学主要研究热能和机械能之间相互转换的规律及提高能量转换经济性的途径和技术措施。返回链接12/12/20224:物体的动能与势能；：物质分子热运动动能与位能之和；：与电荷的运动和积蓄有关的能量；：通过化学反应释放的能量；：通过核反应释放的能量；二.能量的主要形式

:机械能热能电能化学能核能辐射能：物体以电磁波的形式发射的能量。能量是物质运动的度量。一.能量:

12/12/20225三.能量的转换与利用氢、酒精等二次能源

燃料电池

电能机械能辐射能热能风能、水能、海洋能

机械

机械能直接利用发电机煤、石油、天然气

热能热机直接利用核能核反应太阳能光合作用生物质能燃烧食物利用集热器光电池90％燃烧12/12/20226四.热能利用的基本方式1.热利用：烧饭、蒸煮、采暖、烘干、熔炼等；2.动力利用：将热能转换成机械能或者再通过发电机转换成电能加以利用。

12/12/202271.研究能量转换的客观规律；五.工程热力学课程的主要内容2.研究各种热力装置的工作过程；3.研究工质的基本热力性质。12/12/20228第一章基本概念

§1-1热力系统一、热机：能将热能转换为机械能的机器。二、工质：实现热能和机械能之间转换的媒介物质。

12/12/20229三、热源：本身热容量很大，且在放出或吸收有限量热量时自身温度及其它热力学参数没有明显变化的物体。

提供热量的热源称为高温热源；吸收热量的热源称为低温热源。12/12/202210高温热源吸热Q1热机作功W机械能放热Q2低温热源返回12/6/202211在工工程程热热力力学学中中，，通通常常选选取取一一定定的的工工质质或或空空间间作作为为研研究究的的对对象象，，称称之之为为热力力系系统统，简简称称系统统。系统统以以外外的的物物体体称称为为外界界或环境境。系统统与与外外界界之之间间的的分分界界面面称称为为边界界。四、、热热力力系系统统链接接12/6/2022121.边边界界是是真真实实的的、、假假象象的的，，可以以是是变变动动的的、、固固定定的的；；五、、边边界界的的属属性性2.系系统统与与外外界界通通过过边边界界的的有有且且仅仅有有三三种种作用用方方式式，，即即质质量量交交换换、、热热量量交交换换、、功量量交交换换12/6/202213（一一））按按系系统统性性质质分分：：六、、系系统统的的分分类类1.单单元元系系、、多多元元系系；；2.单单相相系系、、多多相相系系；；3.均均匀匀系系、、非非均均匀匀系系。。12/6/202214（1））闭口口系系统统：与外外界界无无物物质质交交换换的的系系统统。。系系统统的的质质量量始始终终保保持持恒恒定定，，也也称称为为控制质量量系统。（2）开口系统统：与外界有有物质交交换的系系统。系系统的容容积始终终保持不不变，也也称为控制容积积系统。（二）按按系统与与外界相相互作用用的性质质分：1.按与与外界有有无质量量交换12/6/202215与外界没没有热量量交换的的系统。。3.孤立立系统：与外界既既无能量量（功、、热量））交换又又无物质质交换的的系统。。2.按与与外界有有无热量量交换分分：（1）绝热系统：（2）非绝热系统：与外界有有热量交交换的系系统。12/6/202216本节小小结热机、、工质质、热热源、、热力力系统统、边边界及及其属属性※热热力系系统的的分类类12/6/202217§1-2热力学学系统统的状状态及及基本本状态态参数数一、状状态（（热力力状态态）：系统在在某一一瞬间间所呈呈现的的宏观观物理理状况况称为为系统统的热力状状态，简称称状态。二、状状态参参数：用于描描述系系统平平衡状状态的的物理理量称称为状态参参数，如温温度、、压力力、比比体积积等。。12/6/202218三、基本状状态参数（一）压力力单位面积上上所受到的的垂直作用用力（即压压强）。1.单位:Pa（（帕），1Pa=1N/m21MPa=103kPa=106Pa12/6/2022192.常用压压力单位：

1bar（巴）=105Pa

1atm（标准大气压）=1.013105Pa

1at（工程大气压）=0.981105Pa

1mmH2O（毫米水柱）=9.81Pa1mmHg（毫米汞柱）=133.3Pa12/6/2022203.压压力测测量：只有绝绝对压压力p才是状状态参参数。。12/6/202221（二））温度1.定定义：：温度是是反映映物体体冷热热程度度的物物理量量。2.热热力学学第零零定律律：如果两两个物物体中中的每每一个个都分分别与与第三三个物物体处处于热热平衡衡，则则这两两个物物体彼彼此也也必处处于热热平衡衡。12/6/2022223.单位位：(1)摄氏温标:用符号t表示，单位为℃。

(2)热力学温标（绝对温标）:用符号T表示，单位为K（开）。(3)热力学温温标与摄摄氏温标标的关系系：温差:1K=1℃t=T–273.15K12/6/202223（三）比比体积1.定义义：单位质量量的工质质所占有有的体积积，用符符号v表示，单单位为m3/kg。2.密度：单位体积工质的质量，用符号表示。单位为kg/m3。3.意义义：系统统与外界界作功与与否的标标志。12/6/202224四、状态态参数的的性质1.给定定状态和和该状态态下的状状态参数数是一一一对应的；；2.状态态参数的的数值仅仅取决于于系统的的状态，，而与到达达该状态态所经历历的途径径无关；；例：状态态1变化化到状态态212/6/2022251.考试试时间：：12月月初，提提前一周周报名中期考试试:2.考试试成绩3.要求求：实验验必做、、作业全全交返回4.网址址：①/software/net/GCRLX/index.htm②校内办公公--教教学在线线--教教学资源源平台--省级级精品课课③汽车学院院主页--精品品课程12/6/202226返回1-8、、1-14、1-19；2-7、、2-18；3-3、、3-9、3-10、、3-20；4-6、、4-10、4-11作业:5-6、、5-20；6-5、、6-13；7-1、、7-5；8-5；；10-4、11-1、、11-3、12-712/6/202227返回1.小论论文：热力学方方面；一人一篇篇（2000-3000）。。2.综合合性创新新性实验验：提交可行性报告实验目的实验方法实验仪器和设备实验步骤至多5人人一组。。12/6/202228能源：为人类生生产和生生活提供供各种能能量和动动力的物质资资源的总总称。一次能源二次能源是否经过过加工或或转换常规能源新能源返回12/6/202229火力发电厂厂