第一章 基本概念

11-1热能在热机中转变成机械能的过程1-2热力系统1-3工质的热力学状态及其基本状态参数1-4平衡状态、状态方程式、坐标图1-5工质的状态变化过程1-6过程功和热量1-7热力循环第一章基本概念2教学目标:

熟练掌握热力学研究的基本概念。知识点：热力系统；工质热力状态及基本状态参数；平衡状态；准静态过程、可逆过程；热力循环。重点：4种典型的热力系统；p、v、T三个状态参数的物理意义；测温测压装置；绝对压力和相对压力的计算；可逆过程的判定准则；过程功、过程热。难点：理解并掌握抽象的热力学基本概念。31-1热能在热机中转变成机械能的过程

热能动力装置：从燃料燃烧中得到热能，以及利用热能得到动力的整套设备（包括辅助设备），分为两类装置:

蒸汽动力装置:利用水蒸气作热功转换的工质。多用于热电厂,要有单独的大锅炉。

燃气动力装置:利用燃气作为能量转换的工质。用途广泛：汽车、机车、摩托车、轮船、飞机、小型发电厂等。结构紧凑、无需锅炉。 工作过程可概括成右图。高温热源热能

动力

装置低温热源吸热做功放热工作过程4蒸汽动力装置制冷装置内燃机装置燃气轮机装置共同特点：吸热、膨胀做工、排热工质：热能和机械能相互转化的媒介物质膨胀性、流动性、热容量、稳定安全、环境友好、价廉易得。物质三态中气态最适宜热源：与工质进行热交换的物质系统可细分为热源和冷源56热力系统：人为地分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。外界：与系统发生质能交换的物体。边界(界面)：热力系与外界的分界面。界面可以是真实，也可以是虚拟的；可以是固定，也可以是变化（运动）的。cylinderpistonsystemBoundary/envelope活塞工质和活塞之间存在实际、运动的边界。1-2热力系统7systemImaginaryboundarysystemsystem出流系统的虚拟边界边界可以根据实际需要进行设定。8FixedmasssystemFixedvolumesystem闭口系统:与外界无物质交换，又称控制质量。开口系统:与外界有物质交换，又称控制体积。区分两者的关键：有无质量越过边界9孤立系统:与外界无能量交换又无物质交换。可以理解成闭口+绝热，但是实际上孤立系统是不存在的。绝热系统:与外界无热量交换。热力系统分类以系统与外界关系划分：

有无是否传质开口系闭口系是否传热非绝热系绝热系是否传功非绝功系绝功系是否传热、功、质非孤立系孤立系1234mQW1

开口系非孤立系＋相关外界＝孤立系1+2

闭口系1+2+3

绝热闭口系1+2+3+4孤立系热力系统其它分类方式

其它分类方式物理化学性质

均匀系非均匀系工质种类多元系单元系相态多相单相13锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器只交换功只交换热按具体需要划分不同的系统整个蒸汽动力装置：外界加入燃料、输出功、被冷却水带走热量。汽轮机-发电机：工质做功凝汽器：冷却水带走乏汽的热量14锅炉的简化热力学分析模型(主要考虑蒸汽的发生)热力系热量（热源）(高温蒸汽)物质(锅炉给水)物质15开口热力系汽轮机去凝汽器调速器来自锅炉喷管叶片汽轮机发电机开口热力系汽轮机示意图16轴功（水蒸汽）物质汽轮机的简化热力学分析模型热力系（水蒸汽）物质17来自汽轮机的水蒸汽去水泵的凝结水冷却水冷却水开口热力系（冷凝器）18(凝结水）

物质蒸汽放热给冷却水热力系（水蒸汽）物质冷凝器的简化热力学分析模型

(主要考虑蒸汽的凝结)19开口热力系（水泵示意图）电动机锅炉给水来自冷凝器的水水泵开口热力系（水泵示意图）20（锅炉给水）物质水泵的简化热力学分析模型热力系（凝结水）物质功211-3工质的热力学状态及其基本状态参数状态：把系统中某一瞬间表现的工质热力性质的宏观状况，称为工质的热力状态，简称状态。状态参数：描述工质状态特性的一些宏观物理量。具有以下特征：物理上—与过程无关，只与初终态有关数学上—其微量是全微分。12ab状态参数的微分特征设z=z(x,y)dz是全微分充要条件：可判断是否是状态参数23

常用的状态参数：压力P、温度T、体积V、热力学能U、焓H和熵S;

其中压力、温度和体积可直接用仪器测量，称为基本状态参数； 其余状态参数可根据基本状态参数间接算得，称为导出状态参数。*强度量：与系统质量无关，如P、T。强度量不具有可加性。*广延量：与系统质量成正比，如V、U、H、S。广延量具有可加性。广延量的比参数（单位质量工质的体积、热力学能等）具有强度量的性质，不具有可加性。24一、温度处于同一热平衡状态的各个热力系，必定有某一宏观特征彼此相同，用于描述此宏观特征的物理量温度。热平衡定律（热力学第零定律*）:分别与第三个系统处于热平衡（相互之间没有热量传递）的两个系统，它们彼此也必定处于热平衡。*这是由实验、经验中得到的，不可以由其它定律推出。宏观上温度是物体冷热程度的标志微观上温度是物质分子热运动剧烈程度的标志物体接触时，通过分子碰撞进行动能交换。B＝3/2*k，k为玻尔兹曼常数25温度计和温标温度的数值表示法--温标的三要素：

（1）测温物质及其测温属性

（2）基准点

（3）分度方法一般国际上常用到的温度计量标准有四种：摄氏(Celsius)温标；华氏(Faharenheit)温标；开尔文（Kelvin）温标（热力学温标）；朗肯(Rankine)温标（英制的热力学温标）测量温度的仪器称做温度计，选作温度计的感应元件的物体应具备特定的物理性质：随物体的冷热程度不同有显著的变化。经验温标，依赖于测温物质的物理性质在热力学第二定律的基础上，从理论上引入的与测温物质性质无关的温标。标准温标！绝对温标！26Celsius:℃TriplepointofwaterBoilingpointofwaterAbsolutezero-273.15℃0℃100℃Kelvin:K0K273.15K373.15KFahrenheit:°F32°F212°F100parts100parts180parts三个常用温标27转化关系摄氏温标和开尔文温标间的转换关系：（1-1）（1-2）（1-3）华氏温标与摄氏温标的转化关系：*朗肯温标是英制的热力学温标，它和开尔文温标之间有如下关系：28二、压力在流体中单位面积所受到的垂直作用力称为压力（即压强)。在热力学中如果不特殊说明“压力”就是“压强”。P分子运动学说认为压力是大量气体分子撞击器壁的平均结果。气体压力取决于两个因素：（1）.气体的密度；（2）.基本微粒运动剧烈程度。29压力计:测量工质压力的仪器。常见压力计有压力表和U型管。绝对压力：容器中气体作用在器壁上的压力为气体真实压力。相对压力或表压力：以大气压为基准由压力计所测得的压力；分成表压力pe或真空度pv。大气压力pb:地面上空气柱的重量所造成的压力，受到当地的纬度、高度和气候条件的影响。30U型管和压力表测量表压力pe真空度pv绝对压力当时当地大气压（表压为0）测定压力大气压力绝对压力测定压力作为工质状态参数的压力为绝对压力31国际标准单位：帕斯卡(简称帕)工程单位：标准大气压（atm,也称物理大气压）、巴（bar）、工程大气压（at）、毫米汞柱（mmHg)、毫米水柱（mmH2O)工程单位与标准单位之间的转换例1-132三、比体积及密度比体积（又称比容，v）：单位质量物质所占的体积

显然二者互为倒数。密度（ρ）：单位体积物质的质量。［m3/kg]［kg/m3]331-4平衡状态、状态方程式、坐标图一、平衡状态系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称平衡状态。•热平衡（thermalequilibrium）：在无外界作用的条件下，系统内部、系统与外界处处温度相等。•力平衡（mechanicalequilibrium）：在无外界作用的条件下，系统内部、系统与外界处处压力相等。•热力平衡的充要条件

—系统同时达到热平衡和力平衡。平衡状态的本质

温差

—

热不平衡势

压差

—

力不平衡势

相变

—相不平衡势

化学反应

—

化学不平衡势平衡的本质：不存在不平衡势35平衡不一定均匀*平衡与稳定：如果系统是在外界作用下保持状态不变，则不属于平衡状态，如稳态导热。稳定不一定平衡，但平衡一定稳定。*平衡与均匀：侧重点不一样，平衡强调时间上稳定不变，均匀强调空间各点的参数值相同。平衡不一定均匀，单相平衡态则一定是均匀的。稳定不一定平衡36注意：一般把处于平衡状态的单相物系当作是均匀的，即此时系统同时处于平衡状态和均匀状态。自然界的物质实际上都处于非平衡状态，平衡只是一种极限的理想状态。工程热力学通常只研究平衡状态。简单可压缩热力系统是本课程主要研究的热力系统。对于这类系统而言，两个独立的状态参数可确定一个状态，其他状态参数都只是这两个独立状态参数的函数，见状态公理。简单可压缩热力系统的两个状态之间，如果有两个独立的状态参数对应相等，则可断定这两个状态相同。37平衡状态可用一组状态参数描述其状态状态公理：对组元一定的闭口系，独立状态参数个数N=n+1想确切描述某个热力系，是否需要所有状态参数？38*状态公理闭口系：不平衡势差状态变化能量传递消除一种不平衡势差

达到某一方面平衡

消除一种能量传递方式而不平衡势差彼此独立独立参数数目N=不平衡势差数

=能量转换方式的数目

=各种功的方式+热量=n+1n

容积变化功、电功、拉伸功、表面张力功等返回为什么引入平衡概念？

如果系统平衡，可用一组确切的参数（压力、温度）描述但平衡状态是死态，没有能量交换能量交换状态变化破坏平衡如何描述40（1-6）（1-7）状态方程

基本状态参数（p,v,T)之间服从一定的关系式对简单可压缩系统，热功转换中只存在容积变化功。某一个状态参数可以由另外两个参数确定，例如:隐函数形式为：如理想气体状态方程：pV=nRT二、状态方程式41三、状态参数坐标图热力系每一平衡状态总可在由任意两个独立的状态参数所组成的平面坐标图上的一点来表示，由热力状态参数所组成的坐标图就称为状态参数坐标图。1v1Opvp12p2v2压容图sOTs22T21T1s1温熵图系统任何平衡态可表示在坐标图上（坐标图上每一点代表一个平衡状态）；不平衡态无法在图上表示。坐标图上每一线代表一个准平衡过程。坐标图上每一条线下面形成的面积都有确定的物理意义。421-5工质的状态变化过程

系统要发生状态变化，必须破坏原来的平衡，经足够时间（称为弛豫时间）后才能达到另一个平衡。所以实际过程都是不平衡的，但这种不平衡过程在热力学中无法描述，因此为了便于分析研究，定义一种理想过程。平衡状态状态不变化能量不能转换非平衡状态无法简单描述热力学引入准静态（准平衡）过程一、准平衡过程（准静态过程）如何研究热功转换一般过程p1

=p0+重物p，Tp0T1=T0突然去掉重物最终p2

=p0T2

=T0pv12..44pv12...准平衡膨胀过程准平衡非准平衡膨胀过程p-v图实现准平衡过程的要点：弛豫时间（系统从平衡破坏到恢复的时间）相对很短；平衡的破坏程度要相对很小；工质与外界的压差和温差均无限小（△p→0；△T→0）。45如何理解准平衡状态的实际意义：既是平衡，又是变化；既可以用状态参数描述，又可进行热功转换只有准平衡过程才能在坐标图中用连续的曲线表示，也只有准平衡过程才能用热力学的方法分析，虽然实际过程都不是准平衡过程，却当作准平衡态处理。

*实际上，气体分子运动速度和压力的传播速度都很快，可以为几百米/秒，而活塞速度10米/秒，所以气体的不均匀性可迅速消除，气体的变化过程比较接近准平衡过程。0℃时，下列分子的均方根速度分别为：

•H2：1838m/s；•N2：493m/s；•O2：461m/s。46准平衡过程的工程应用例：活塞式内燃机2000转/分曲柄2冲程/转，0.15米/冲程活塞运动速度=200020.15/60=10m/s压力波恢复平衡速度（声速）350m/s破坏平衡所需时间（外部作用时间）>>恢复平衡所需时间（驰豫时间）一般的工程过程都可认为是准平衡过程具体工程问题具体分析。“突然”“缓慢”47气缸活塞飞轮热源工质、机器和热源组成的系统过程假设：1、无摩擦；2、热源与工质温差无限小；3、工质与外界压差无限小。二、可逆过程与不可逆过程工质准平衡吸热膨胀48气缸飞轮热源左止点1pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统49气缸活塞飞轮热源左止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统50飞轮热源左止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸51飞轮热源左止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸52飞轮热源左止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸53飞轮热源左止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸54飞轮热源左止点1pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸55飞轮热源左止点1pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸56飞轮热源左止点1pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸57飞轮热源左止点右止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸58飞轮热源左止点右止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸59飞轮热源左止点右止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸60飞轮热源左止点右止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸61飞轮热源左止点右止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸62飞轮热源左止点右止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸63飞轮热源左止点右止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸64飞轮热源左止点右止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸65飞轮热源左止点右止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸66飞轮热源左止点右止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸67飞轮热源左止点右止点12pv二、可逆过程工质、机器和热源组成的系统气缸681—2过程：热源放热，工质吸热膨胀，对外作功，推动飞轮旋转12pv2—1过程：飞轮对活塞作功，工质被压缩并对热源放热经历了1—2—1过程后，工质回复到原来状态，热源回复到原来状态，机器回复到原来状态。

69可逆过程：系统可能沿相同路径回复原状，相互作用所涉及到的外界也回复原状，不留下任何改变。不可逆过程：不满足以上要点的任何一项过程。准平衡过程+无耗散效应

=可逆过程通过摩擦使功变热的效应(摩阻，电阻，非弹性变形，磁阻等）无不平衡势差可逆的充分必要条件：⑴准平衡过程⑵无摩擦⑶过程无限缓慢，无任何损耗70引入可逆过程的意义实际工程追求的目标：可逆过程无任何能量耗散作用，效益最好。实际过程越接近可逆过程，能量“质损”和“量损”越少。由简到繁研究过程：可逆过程的功与热完全可用系统内工质的状态参数表达，可不考虑系统与外界的复杂关系，易分析；实际过程不是可逆过程，但为了研究方便，先按理想情况（可逆过程）处理，用系统参数加以分析，然后考虑不可逆因素加以修正。把一些不可逆程度较小的实际过程视为可逆过程，工程误差不大。实际发生的都是不可逆的情况：存在耗散效应的过程：摩擦、粘性、磁滞、电阻等。温差传热过程：热量自发由高温传向低温，若从低温返回高温，外界必须付出代价。711-6过程功和热量一、功的热力学定义力学定义：功为力和力沿作用方向的位移的乘积。热力学定义（两种说法）：当热力系与外界发生能量传递时，如果对外界的唯一效果可归结为取起重物，此即为热力系对外作功。功是系统与外界相互作用的一种方式，在力的推动下，通过有序运动方式传递的能量。系统对外作功为正，外界对系统作功为负。72Vp12dvdx二、可逆过程的功当体系在抵抗外压条件下发生体积变化，则体系将对环境或环境将对体系作功。这种由于体积变化而产生的机械功称为“膨胀功”。式中

Adx为活塞移动dx时所扫过的容积，记为dV。∴在整个过程1-2中工质所做的功为：因为dV=mdv，工质在膨胀过程中质量不变，则每公斤工质所作的功即：显然，当体系压力p大于外压pe

，则体系可以发生一膨胀过程，过程中体系对环境做功；反之，若体系压力p小于外压pe

，则可发生一压缩过程，过程中环境对体系做功。如体系压力p与外压pe相等，则处于机械平衡状态。恒外压过程：W=-P外（V2-V1）等温过程①向真空膨胀：W=0（如右图所示）73②一次恒外压膨胀：（如右下图所示）W=-P2(V2-V1)③三次恒外压膨胀（如图6所示)74④可逆过程和最大功(如图7所示)在整个膨胀过程中不断改变外压，始终保持外压Pe

比气体的压力P小一无限小的量dp，体积相应膨胀dV，即维持，如此缓慢多次进行，直到环境对气体的压力为P终，系统到达终态。在这个膨胀过程进行的每一步，系统都非常接近于平衡态，整个过程可以看作是由一系列极接近平衡的状态所构成，这种过程称为准静态过程。系统作功为：略去二级无穷小量，并代入理想气体状态方程，则由以上三个过程所作的功可以看出，从同样的始态到同样的终态，环境所得到的功的数值并不一样，所以功不是状态函数，而与过程有关，且等温准静态过程中系统对环境作的功最大。同理，如果要使气体由终态2等温地回至始态1，经过上述相反的三个途径，所需最少的压缩功应为：75可见，压缩过程中，准静态过程环境对体系做最小功。图8一次等外压压缩图9三次等外压压缩图10可逆压缩另外，一次或三次压缩时环境对体系作的功比一次或三次膨胀时系统对环境作的功大，多做的功变成热传给了环境。而准静态过程，膨胀与压缩功数值相等符号相反。由此可知，准静态的过程发生后，可以使系统沿原途径逆向进行，恢复原状态而不给环境留下任何痕迹。这种能通过原来过程的反方向变化而使系统和环境都同时复原、不留下任何轨迹的过程称为可逆过程。反之，称为不可逆过程。一次膨胀和二次膨胀过程均属不可逆过程

环境压缩气体恢复原状态时环境所消耗的功大于原来在膨胀过程中所得到的功，因此，即使系统恢复原状，环境却不能复原，它失去了一部分功却得到了一部分热。准静态过程在没有任何能量耗散情况下就是一种可逆过程。76综合以上分析，可见可逆过程具有如下几个特点：可逆过程是在作用力与阻力相差无限小的条件下进行的。过程的速率无限缓慢。每一瞬间，系统都无限接近于平衡状态。过程中没有摩擦发生。可逆过程发生后，可以使系统沿原途径逆向进行恢复原状，而不给环境留下任何痕迹。在可逆膨胀过程中，系统对环境做功最大，而在可逆压缩过程中，环境对系统作最小功。7778（1-13）功的数值不仅决定于初终态，而且与过程间的途径有关→功不是状态参数是过程函数。功是系统传递的能量，这个功一旦越过边界就会消失而成为外界的能量，因此我们不能说在某种状态下系统和外界有多少功，只有当系统状态发生变化时有功的传递。2.外界得到的功（可用功，即可逆过程功扣除排斥大气压力做功)（1-8）1.工质作的膨胀(压缩)功：*注意区分：这是两个不同的概念，两者之差为摩擦和排斥大气的损耗*P-V图上过程线下的面积可示功，称示功图。功可用面积表示，但面积不一定代表功。

79三、过程热量热量：热力系统和外界之间仅仅由于温度不同而通过传递的能量。系统吸热，热量为正；反之，为负。功和热量的异同：同：热量和功都是能量传递的度量，都是过程量，而非状态量。离开传递过程谈热量和功没有意义！异：功是有规则的宏观运动能量的传递，在作功过程中往往伴随能量形态的转化；热量则是大量微观粒子杂乱热运动的能量的传递，传递过程中不出现能量形态的转化。功变成热量是无条件的，而热转变成功是有条件的。热量与容积变化功能量传递方式

容积变化功

传热量性质过程量过程量推动力压力p

温度T标志dV,dvdS,ds条件准静态或可逆可逆热量如何表达？

可以用类似于功的式子表示？引入“熵”81*熵（Entropy）的定义热温熵的简单引入比参数

[kJ/kg·K]ds:可逆过程

qrev除以传热时的T所得的商

清华大学刘仙洲教授命名为“熵”广延量

[kJ/K]82*熵的说明1、熵是状态参数

3、熵的物理意义：熵体现了可逆过程传热的大小与方向2、符号规定系统吸热时为正Q>0dS>0系统放热时为负Q<0dS<04、用途：判断热量方向计算可逆过程的传热量83sT1s1T12s2T2T-s温熵图热量的温熵图系统可逆过程中与外界的换热量：（1-11）（1-10）841-7热力循环一、循环概说循环定义：工质从某一状态经过一连串的状态变化过程，又回复到原来状态。即为封闭的热力过程。根据过程是否可逆，可分为可逆循环和不可逆循环:可逆循环：热力循环全部由可逆过程组成；不可逆循环：热力循环全部或部分由不可逆过程组成。可逆循环可在p-v图上用一封闭的曲线表示。工质在经历了一个循环后状态的变化量为零。根据过程进行的方向，又可分为正循环和逆循环。经济性指标=得到的收益花费的代价85高温热源热能

动力

装置低温热源吸热q1做功wnet放热q2工作过程正向循环也叫热动力循环，总的效果表现为热能转化为机械能，向外界提供动力。在参数坐标图上循环沿曲线顺时针方向进行的。

式中，wnet是循环对外界作出的功量，q1是从高温热源吸收的热量。式1-22是分析、计算循环热效率的最基本的公式，普遍适用于各类可逆或不可逆的热动力循环。消耗热，获得功。

二、正向循环（1-22）评价指标是循环热效率，即：86vpP-v示功图mn12341-2-3为膨胀过程，过程功以面积1-2-3-n-m-1表示。3-4-1为压缩过程，该过程消耗的功以面积3-4-1-m-n-3表示。循环功等于膨胀做出的功减去压缩消耗的功，在p-v图上它等于循环曲线包围的面积1-2-3-4-1。5-6-7为工质从热源吸热过程，过程热量以面积5-6-7-f-e-5表示(q1)。7-8-5为放热过程，放出的热量为面积7-8-5-e-f-7(q2)。循环净热量qnet在T-s图上可以用循环过程线包围的面积5-6-7-8-5表示。显然，它等于循环过程中工质与热源换热量的代数和。

qnet＝q1-q2

为了保证相同体积变化过程(一来一回)，膨胀功>压缩功；必须p2>p4,因此T2>T4。在实际动力设备上，工质往往在膨胀前加热，压缩前放热。分析工质在封闭汽缸内进行的一个任意可逆正向循环sTT-s温熵图5678efq1-q2＝qnet87三、逆向循环主要应用于制冷循环装置和热泵，分别称为制冷循环和热泵循环。制冷：功源供给一定的机械能，使低温冷藏库或冰箱中的热量排向温度较高的环境空气。热泵：消耗机械能把低温热源，如室外大气中的热量输向温度较高的室内，使室内空气获得热量维持较高的温度。总体效果：耗费机械能(转化为热能)，使热能由低温热源传向高温热源。在参数坐标图上循环沿曲线逆时针方向进行。（1-14）（1-13）制冷系数：热泵系数：评价指标高温热源制冷

装置/

热泵低温热源放热q1做功ωnet吸热q2工作过程消耗功，获得热。

88vpP-v示功图mn1234工质沿1-2-3膨胀到状态3，然后循较高的压缩线3-4-1压缩回状态1，这时压缩过程消耗到功大于膨胀过程作出的功，故需由外界向工质输入功，其数值为循环净功ωnet,即p-v图上封闭曲线包围的面积1-2-3-4-1。T-s图中，同一循环的吸热过程为5-6-7，放热过程为7-8-5。工质从低温热源吸热q2

，向高温热源放热q1，其差值为循环净热量qnet，即T-s图上封闭曲线包围的面积5-6-7-8-5。

逆向循环时，工质在吸热前可先进行膨胀降温过程（如绝热膨胀），使工质的温度降低到能从低温热源吸取热量；而在放热过程前，进行压缩升温过程（如绝热压缩），使其温度升高到能向高温热源放热。过程分析

sTT-s温熵图5678efq1-q2＝qnet第一章小结基本概念：热力系平衡态准静态、可逆过程量、状态量、状态参数功量、热量、熵

p-V图、T-S图循环、评价指标90第一章完

作业：1-8；1-15；1-16；1-21.多次膨胀和可逆膨胀所作的功等于3次作功的加和可见，外压差距越小，膨胀次数越多，做的功（阴影部分面积）也越多。91外压相当于一杯水，水不断蒸发，这样的膨胀过程是无限缓慢的，每一步都接近于平衡态。这种过程近似地可看作可逆过程，所作的功最大。同样从V1膨胀到V2，可逆膨胀过程做功最大最理想。92多次膨胀和可逆膨胀多次等外压压缩所需的功等于3次负功的加和，可见，外压差距越小，压缩次数越多，所需的功（阴影部分面积）也越多。92如果将蒸发掉的水气慢慢在杯中凝聚，使压力缓慢增加，恢复到原状，所作的功为过程曲线阴影部分面积，则系统和环境都能恢复到原状。可逆压缩，环境对体系作最小功。931-2英制系统中绝对温标称兰氏温标，以其温度以°R来表示。兰氏温度与华氏温度的关系为{T}°R={t}°F+459.67。已知热力学绝对温标及兰氏温标在纯水冰点的读数分别是273.15K和491.67°R，汽点的读数分别是373.15K和671.67°R。试：(1)导出兰氏温度和热力学温度的关系式；(2)说明热力学温标上的0K在兰氏温标上的多少°R；(3)画出摄氏温标、热力学温标和兰氏温标之间的对应关系。答：（1）若任意温度T在朗肯温标上读数为T{°R}在热力学绝对温标上读数为T{K}，（1）首先，从代入题目的关系式：{T}°R={t}°F+459.67 ＝1.8T{K}-459.67+459.67 =1.8T{K}（2）首先，将0K代入以上关系，得0°R94Celsius:℃TriplepointofwaterBoilingpointofwaterAbsolutezero-273.15℃0℃100℃Kelvin:K0K273.15K373.15K兰氏温标:°R491.67°R671.67°R100parts100parts180parts0°R951-6容器中的真空度为pv=600mmHg，气压计上水银柱高度为755mm，求容器中