工程热力学教案第四讲学习资料.pdf

｛复习提问｝ 1、什么是热力学第一定律？ 2、什么事准平衡过程和可逆过程？举例描述。 3、系统储存能包括及部分，各是什么，表示符号和表达式是什么？ ｛导入新课｝ 第三节 系统与外界传递的能量 上一节课我们学习了系统的总储存能， 这一节我们来学你系统与外界传递的 能量。 在热力过程中 ,热力系与外界交换的能量包括三部分，分别是 功量、热量和 工质通过边界时所携带的能量。 下面我们分别来学习这三种能量： 一、热量 1、定义：系统和外界之间仅仅由于温度不同（温差）而通过边界传递的能量称 为热量。符号： Q , 单位为 J 或 kJ 2、单位质量工质与外界交换的热量用 q 表示 ,单位为 J/kg 或 kJ/kg 。 微元过程中热力系与外界交换的微小热量用 Q 或 q 表示。 3、热量为在热传递中物体能量改变的量度 ,是过程量。其数值大小与过程有关， 所以 不是状态参数。 4 、热量正负规定 : 系统吸热，热量取正值， Q （q ）＞0 ；系统放热，热量取 负值， Q （q ）＜0 。 5、热量的记算式（推导） ： 引入新概念 【熵】 熵：指热能除以温度所得的商，标志热量转化为功的程度。有温差便有热 量的传递 ,可用熵的变化量作为热力系与外界间有无热量传递以及热量传递方向 的标志 。 1、符号 : S , 单位为 J/K 或 kJ/K 。 2、单位质量工质所具有的熵称为 比熵, 用 s 表示 , 单位为 J/ （kg K) 或 kJ/ （kg K ）。 用熵计算热量 在微元可逆过程中，系统与外界传递的热量可表示为： δq=Tds δQ =TdS 在可逆过程 1-2 中，系统吸收的热量可写为： 2 2 q = Tds Q= TdS 1 1 根据熵的变化判断一个可逆过程中系统与外界之 间热量交换的方向： ds ＞0， δq＞0，系统吸热； ds ＜0， δq＜0，系统放热； ds δq =0， =0，系统与外界没有热量交换， 是绝热 （定熵）过程。 3. 温 熵 图 (T-s 图 ) 在 可 逆 过 程 中 单 位 质 量 工 质 与 外 界 交 换 的热 量 q 2 = Tds ， 大小等于 T-s 图（温熵图）上过程曲线下的面积，因此温熵图也称 1 示热图。对于分析热力过程和热力循环很有用处。 二、功量 我们知道热量是由于温差的作用使系统与外界发生能量交换， 顾名思义， 功 量是在力差作用下，系统与外界发生的能量交换。 1、功量亦为过程量，不是状态参数。 2、有各种形式的功 ,如电功、磁功、膨胀功、轴功等。工程热力学主要研究 两种功量形式 : ⑴体积变化功，⑵轴功。 ⑴体积变化功 —— 由于热力系体积发生变化（增大或缩小）而通过边 界向外界传递的机械功称为体积变化功（膨胀功或压缩功） 。 ①符号 : W , 单位为 J 或 kJ 。 ② 1kg 工质传递的体积变化功用符号 w 表示，单位为 J/kg 或 kJ/kg 。 ③正负规定 : dv 0 , w 0 , 热力系对外作膨胀功；