清华大学工程热力学

会计学1清华大学工程热力学几种功的关系wwt△(pv)△c2/2wsg△z做功的源泉(简单可压缩系)ws第1页/共42页对功的小结2、开口系，系统与外界交换的功为

轴功ws一般情况下忽略动、位能的变化1、闭口系，系统与外界交换的功为容积变化功wwt

=ws第2页/共42页简单可压系准静态时技术功准静态准静态热一律解析式之一热一律解析式之二第3页/共42页准静态下的技术功在示功图上的表示技术功为膨胀功与推进功差值的代数和dp<0，压力降低，wt>0，对外作功第4页/共42页§2-6稳定流动能量方程应用举例热力学问题经常可忽略动、位能变化例：c1=1

m/sc2=30

m/s

(c22-c12)/

2=0.449

kJ/kgz1=0mz2=30mg(z2-z1)=0.3kJ/kg1bar下,0oC水的

h1=84kJ/kg100oC水蒸气的

h2=2676kJ/kg第5页/共42页动力机械能量方程1)

体积不大2)流速差不大3)时间短、保温层q

0ws

=-△h

=

h1-

h2>0输出的轴功是靠焓降转变的第6页/共42页压缩机械能量方程1)

体积不大2)流速差不大3)保温层q

0ws

=-△h

=

h1-

h2<0输入的轴功转变为焓升第7页/共42页换热设备能量方程热流体放热量：没有作功部件热流体冷流体h1h2h1’h2’冷流体吸热量：焓变第8页/共42页绝热节流能量方程绝热节流是等焓过程？h1h2没有作功部件绝热绝热节流过程，前后h不变，并非处处h相等！第9页/共42页喷管和扩压管能量方程喷管目的：降低压力，提高速度扩压管目的：动能与焓变相互转换降低速度，升高压力动能参与转换，不能忽略第10页/共42页第二章小结Summary1、热一律的本质：

能量守恒与转换定律在热过程中的应用=进入系统的能量离开系统的能量

系统能量的变化-第11页/共42页第二章小结(续1)通用式2、热一律表达式：第12页/共42页第二章小结(续2)稳流：dEcv/=0通用式第13页/共42页第二章小结(续3)闭口系：通用式第14页/共42页第二章小结(续4)

通用式循环dEcv

=0out

=in第15页/共42页第二章小结(续5)孤立系：

通用式第16页/共42页第二章小结(续6)3、热力学第一定律表达式和适用条件任意过程，任意工质准静态过程，任意工质稳流过程，任意工质或忽略动、位能变化第17页/共42页第二章小结(续7)4、准静态下两个热力学微分关系式

适合于闭口系和稳流开口系后续很多式子基于此两式第18页/共42页第二章小结(续8)5、u与h

U,H

广延参数u,

h

比参数

U

系统本身具有的内部能量H

不是系统本身具有的能量，是开口系中随工质流动而携带的，取决于状态参数的能量

第19页/共42页第二章小结(续9)6、四种功的关系

准静态过程第20页/共42页第二章讨论课Discussion判断对误

工质膨胀是否一定对外作功？做功对象和做功部件定容过程是否一定不作功？开口系，技术功定温过程是否一定不传热？相变过程（冰融化，水汽化）如水轮机第21页/共42页第二章讨论课(续1)气体被压缩时一定消耗外功?热力学功指有用功p0对外作功指有用功第22页/共42页第二章讨论课(续2)气体边膨胀边放热可能的吗？工质吸热，其温度反而降低，这种情况不可能，对否？第23页/共42页循环思考题4附图第二章讨论课(续3)第24页/共42页W

q

习题2-14第25页/共42页充气问题与取系统习题2-9

储气罐原有气体m0,u0输气管状态不变，h不变经时间充气后，关阀，储气罐中气体为m求：储气罐中气体内能u’

忽略动、位能变化，且管路、储气罐、阀门均绝热m0

u0h第26页/共42页四种可取系统1）取储气罐为系统开口系2）取最终罐中气体为系统闭口系3）取将进入储气罐的气体为系统m0

u0h闭口系4）取储气罐原有气体为系统闭口系第27页/共42页1)取储气罐为系统(开口系)忽略动位能变化h绝热无作功部件无离开气体第28页/共42页1)取储气罐为系统(开口系)(续)经时间充气，积分概念hh是常数第29页/共42页四种可取系统

2）1）取储气罐为系统开口系2）取最终罐中气体为系统闭口系3）取将进入储气罐的气体为系统m0

u0h闭口系4）取储气罐原有气体为系统闭口系第30页/共42页2）取最终罐中气体为系统(闭口系)hm0m-m0绝热m-m0第31页/共42页四种可取系统3)1）取储气罐为系统开口系2）取最终罐中气体为系统闭口系3）取将进入储气罐的气体为系统m0

u0h闭口系4）取储气罐原有气体为系统闭口系第32页/共42页3)将进入储气罐的气体为系统(闭口系)m0hm-m0m-m0

与m0有温差传热Q1m-m0对m0作功W1??m-m0第33页/共42页四种可取系统4)1）取储气罐为系统开口系2）取最终罐中气体为系统闭口系3）取将进入储气罐的气体为系统m0

u0h闭口系4）取储气罐原有气体为系统闭口系第34页/共42页4）取储气罐原有气体为系统(闭口系)m0hm-m0m0与m-m0有温差传热Q1’m0得m-m0作功的W1’??第35页/共42页4)取储气罐原有气体为系统(闭口系)(续)m0hm-m0第36页/共42页四种可取系统1）取储气罐为系统开口系2）取最终罐中气体为系统闭口系3）取将进入储气罐的气体为系统m0

u0h闭口系4）取储气罐原有气体为系统闭口系√√第37页/共42页利用热一律的文字表达式进－出＝内能变化h内能变化：取储气罐为系统(开口系)进：出：m0

u0第38页/共42页总结1）系统不同，但结果相同，取得巧，易处理。开口系反映为质量携带焓2）若m0＝0，m