《工程热力学》 课件 绪论

绪论一、热能及其利用1、热能能源：为人类生产与日常生活提供各种能量和动力的物质资源。（自然界中已经发现可资利用的能源？）热能：组成物质的大量分子作杂乱而不规则运动所具有的能量（无序能）。从自然界获得的能源主要是热能。如：燃料→煤、油、气等太阳、地热、原子裂变与聚变产生的能风力、水力产生的能→热能→机械能。1一、热能及其利用2、热能利用的基本形式热利用（直接利用）：如，冶金、化工、烘干、供暖等。动力利用（间接利用）：将热能转换成其它形式的能量加以利用

。如，电厂、飞机、船舶、火车等。3、国家能源政策介绍提高能源的有效利用率；减少对自然环境的破环和污染；开发新能源。2绪论二、热力学发展简史1、热力学(Thermodynamaics)

热力学是研究各种形式的能量、能量相互转换及其与物质性质之间关系的科学。2、发展总模式实践→理论→新实践→新理论（产生→发展）3没有学过大学物理的人不了解热力学定律，因此第二类永动机不容易识破，比较有欺骗性。第一台这样的永动机是1881年约翰·嘎姆吉（JohnGamgee）为美国海军设计的“零发动机”，设想让汽缸内的液氨从海水中吸收热量汽化产生蒸气推动活塞，氨蒸气冷却后又凝结成液氨，如此循环往复。这台机器从未能完成一个循环（因为氨蒸气不可能自动冷却凝结成液体），但是嘎姆吉还是设法把它卖给了美国海军，美国海军部长还拿去展示给美国总统看。中国，王洪成，黄维也是永动机的热心者。阿基米得螺旋永动机

马尔基斯永动机第一类永动机4阶段时期实际发明实际应用理论发展初始阶段18世纪初期原始蒸汽机-抽水机（英国）水利灌溉19世纪初期蒸汽机机车和船舶1824年：卡诺定理与卡诺循环（热能变机械能的条件）；1840-1851年：迈耶、焦尔等建立了热力学第一定律；1850-1851年：克劳修斯和汤姆逊先后提出了热力学第二定律。快速发展阶段19世纪末期汽轮机内燃机电厂交通动力机蒸汽、气体性质及其低速流动。内燃机热力过程、热力循环既提高热效率20世纪中后期燃气轮机喷气发动机联合发电飞机、火箭燃气-正气联合循环喷管及气体高速流动近代发展阶段近20-30年燃料电池（化学能→电能）温差电池（热能→电能）磁流体发电(热能→电能）新能源开发(太阳能、地热)能量直接转化技术节能装置和设备化学热力学新循环、新工质5绪论三、工程热力学的研究对象及主要内容工程热力学主要研究热能与机械能之间相互转换的规律。主要目的在于建立热机理论。2.研究对象

在各种能量转换装置中，通过研究工质的性质以及工质状态的变化所实现的能量转换规律，找出提高能量转换效率的途径。能量转换装置（工程对象）热能动力装置：实现将热能转换成机械能、为人类提供动力的装置。制冷装置：消耗热能或机械能、将热从低温移向高温的装置。6物质整体作规则运动所具有的能量，也称有序能。为了使热能动力装置更有效地实现热能向机械能的转换、使制冷装置更有效地实现热能从低温向高温的输运，必须充分掌握有关能量及其相互转换规律的知识——工程热力学的知识。

7主要内容：

1）基本概念与基本定律：热能和机械能之间相互转换的客观规律。

2）工质的热力性质。

3）各种能量转换装置的工作过程和工作循环分析。最终目的：找出提高能量转换效率的途径。

8绪论三、工程热力学的研究对象及主要内容3、课程主要内容（四部分）基本概念：如热力系、平衡状态、过程、循环等。基本定律：热力学第一、二定律，卡诺定理等。工质性质：工质是实现能量转换的媒介。理想气体、水蒸汽、湿空气等。工程应用：压缩机、蒸汽动力循环、气体动力循环、制冷循环等9绪论四、热力学的研究方法

1、宏观方法：视物质为连续体，用宏观物理量来描述它大量出现的现象中普遍、基本、系统的规律演绎、推论指导意义的结论高度的可靠性和普遍性10绪论四、热力学的研究方法

2、微观方法构成---把物质看成是由大量粒子构成；依据---应用力学定律说明分子的运动，用统计方法得出分子的平均性质；揭示---现象的本质及内在原因，称为统计热力学。特点---数学模型复杂；结果过不准，修正于实际工程；能透彻解释现象的本质。3、宏观方法与微观方法是有本质的区别对于相同的研究对象时，应获得一致的结论。如，压力。工程热力学主要以宏观的方法为主导。11绪论五、学习工程热力学的一般方法1、抓住课程主线热能转换成机械能的规律方法、提高热效率以及热能利用的经济性。理论与应用有机结合。2、宏观方法中突出模化方法研究具体问题3、重视在作业和练习中计算能力及解决问题能力培养模型化