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热力学基础知识 PPT课件

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大学物理热力学基础PPT课件

大学物理热力学基础PPT课件
传热的微观本质是分子的无规则运动能量从高 温物体向低温物体传递。热量是过程量
d Q 微小热量 ：
> 0 表示系统从外界吸热； < 0 表示系统向外界放热。
等价
2
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二、热力学第一定律 (The first law of thermodynamics)
某一过程，系统从外界吸热 Q，对外界做功 W，系 统内能从初始态 E1变为 E2，则由能量守恒：
循环过程
V
1. 热力学第一定律适用于任何系统(固、液、气）；
2. 热力学第一定律适用于任何过程(非准静态过程亦 成立)。
6
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四、 W、Q、E的计算
1.W的计算(准静态过程，体积功)
F
(1)直接计算法(由定义)
系统对外作功，
2
W＝1
Fdx
=
2
1
PS
dx
V2
W = PdV
W = 1 P dV =
RT
2
1
dV V
W
RTl nV( 2 ) V1
P1V1
ln(V2 V1
)
P1V1
ln(P1 P2
)
系统吸热全部用来对外做功。
思考：CT ( 等温摩尔热容量)应为多大？
15
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§7.4 理想气体的绝热过程 (Adiabatic process of the ideal gas)
吸热一部分用于对外做功，其余用于增加系统内能。
14
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三.等温过程(isothermal process) P

大学物理_热力学基础PPT课件

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C Mc
摩尔热容量：1mol物质的热容量（Cm） J K 1 mol 1
C
M
Cm
第11页/共60页
热容量CY与过程有关:
CY
(
dQ dT
)Y
热容量C的可能值:
C 0 吸热且升温 T 0
C 0 放热且升温 T 0 C 0 Q 0 绝热过程
C 等温过程 T 0
稳定性要求 C 0
第1页/共60页
§7-1 热力学第一定律
一 功 宏观运动能量
热运动能量 （过程量）
功是能量传递和转换的量度，它引起系统热运动
状态的变化 .
准静态过程功的计算
dW Fdl pSdl
dW pdV
W V2 pdV V1
注意：作功与过程有关 .
第2页/共60页
二 热 量（过程量）
通过传热方式传递能量的量度，系统和外界之间
第5页/共60页
理想气体内能 : 表征系统状态的单值函数 , 理想气体的内能仅是温度的函数 .
E E(T )
系统内能的增量只与系统起始和终了状态有
关，与系统所经历的过程无关 .
p
p
A*
1
A*
1
2 *B
o
V
2 *B
o
V
EAB C
EA1B2 A 0
改变系统内能的两种等效方式: 作功, 传递热量
第6页/共60页
双原子理想气体
7 Cp 2 R
多原子理想气体 Cp 4R
第14页/共60页
3、比热容比 理想气体
Cp
CV C p CV R
i CV 2 R
i2
i 例7-1 教材 P230
第15页/共60页

热力学基础超经典ppt课件

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M Qp MmoC l p(T2.T1)
三、热力学第一定律对等体、等压和等温过程
的应用
V2
依据：Q＝E＋ PdV
V1
1、 等体过程：
以及
PV M RT Mm o l
（1）特征： （2）计算：
dV=0 ∴ dA=0
QVEM M mol2i RT
系统从外界吸收的热量全部用来增加气体内能。
.
M QV MmoC l V(T2T1)
.
dQ pdE PdV
C Pd dP Q T d E dPTdC V VR
CPCVR
迈耶公式
说明：
在等压过程中，1mol理想气体，温度升
高1K时，要比其在等体过程中多吸收8.31
Ｊ的热量，用于对外作功。
.
CP(2i 1)Ri22R
1.33 多原子
摩尔热容比：
CP CV
i 2 i
1.40 1.67
开尔文
卡诺 .
克劳修斯
R 电源
本章对热力学系统，从能量观点出发， 分析、说明热力学系统热、功转换的关 系和条件。
.
内容
一、热力学第一定律
二、气体摩尔热容
三、绝热过程
四、循环过程 卡诺循环
五、热力学第二定律
六、热力学第二定律统计意义
七、卡诺定理 克劳修斯熵
八、小结
.
一、热力学第一定律
安徽工业大学应用物理系 .
dV0, 系统对外作正功；
dV0, 系统对外作负功； dV0, 系统不作功。
.
A V2 PdV V1
P A
功的大小等于
P～V 图上过程曲
PdV
线P=P(V)下的面 积。

热力学基础PPT课件

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1. 热力学过程 2. 热力学系统的状态随时间发生变化 3. 的过程。 4. ——实际过程的中间态为非平衡态。
1
2
1
p (pA,VA,TA) 2
2. 准静态过程 状态变化过程进行得非常缓慢，以
至于过程中的每一个中间状态都近似 于平衡态。
——平衡过程——理想过程！
准静态过程的过程曲线可以用p-V 图来描述，图上的每一点分别表示系 统的一个平衡态。
dl
dWpS dl pdV
W V2 pdV V1
p-V图 p (pA,VA,TA)
结论：系统所做的功在数热值力上学等基于础p-V 图上过程曲线以下的面积。 热力学系统作功的本质：
无规则的分子热运动与有规则的机 械运动之间的能量转化。
功是过程量 系统对外作功 ：W0
外界对系统作功 ：W0
(pB,VB,TB)
1mol理想气体在压强不变的状态 下，温度升高一度所需要吸收的热量。
Cp
1
dQ dT
p
c 1 dQ m dT
单位： JK1kg1
（3）Cv,和Cp,的关系
实验证明： Cp CV R
3、摩尔热容(Molar specific heat)：
1摩尔物质的热容量。
C
1
dQ dT
i 表示不同的过程
令 Cp CV
EEk(T)
m M
i 2
RT
T
(3)分子内部、原子内部运动的能量；
——是温度的单值函数
(4)电场能、磁场能等。
T 不太高时，系统状态变化主要由:
热运动的能量
E m i RT
M2
（
分子间势能的变化
内能变化E只与初末状态有关，

《物理_热力学基础》PPT课件

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理想气体卡诺循环热机效率的计算
卡诺循环
p p1
p2 p4
A
T1 T2
Qab T1
D
A — B 等温膨胀
B — C 绝热膨胀
B
W
Qcd
C — D 等温压缩
C V
p3
o V1 V4
T2
V2
D — A 绝热压缩
V3
14
物理学
第五版
10-3 循环过程 卡诺循环
p p1
p2 p4
A
T1 T2
Qab T1
3
物理学
第五版
10-3 循环过程 卡诺循环
1.特征E 0 2.准静态的循环过程为闭合曲线 3.净功和净热量： Q A 封闭曲线包围的面积 正循环
A0 A0
4
逆循环
物理学
第五版
10-3 循环过程 卡诺循环
二 热机和致冷机
循环用到工程技术中去，制成热机、致冷机。 热机：持续不断把热能转变成机械能的装置。 什么过程能将热能变成功？
d
高温热源 Q1
B
VB V
致冷机
A
o
VA
Q2
低温热源
Q2—追求的效果
A—付出的“成本” Q2 Q2 致冷机致冷系数 w A Q1 Q2
8
物理学
第五版
10-3 循环过程 卡诺循环
例 1 1mol单原子气体氖经历图示循环，求 此循环效率. P105 Pa 解 TA 273K , TB 546K
10-3 循环过程 卡诺循环
B C
QBC C p ,m TC TB
吸热
5 1 8.31 (819 546) 5.67 10 3 J 2

热力学基础PPT课件

热力学基础PPT课件
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REPORTING
目录
• 热力学基本概念与定律 • 热力学过程与循环 • 热力学第二定律与熵增原理 • 理想气体状态方程及应用 • 热力学在能源利用和环境保护中应用
PART 01
热力学基本概念与定律
REPORTING
热力学系统及其分类
孤立系统
与外界没有物质和能量交换的系统。
一切实际过程都是不可逆过程。
热力学温标及其特点
热力学温标 热力学温标是由热力学第二定律引出的与测温物质无关的理想温标。
热力学温度T与摄氏温度t的关系为：T=t+273.15K。
热力学温标及其特点
01
02
03
04
热力学温标的特点
热力学温标的零点为绝对零度 ，即-273.15℃。
热力学温标与测温物质的性质 无关，因此更为客观和准确。
01
可逆过程
02
系统经过某一过程从状态1变到状态2后，如果能使系统 和环境都完全复原，则这样的过程称为可逆过程。
03
可逆过程是一种理想化的抽象过程，实际上并不存在。
04
不可逆过程
05
系统经过某一过程从状态1变到状态2后，无论采用何种 方法都不能使系统和环境都完全复原，则这样的过程称为 不可逆过程。
06
PART 03
热力学第二定律与熵增原 理
REPORTING
热力学第二定律表述及意义
热力学第二定律的两种表述
01
04
热力学第二定律的意义
克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物 体传到高温物体。
02
05
揭示了自然界中宏观过程的方向性。
开尔文表述：不可能从单一热源取热，使 之完全变为有用功而不产生其他影响。

热学基础知识.ppt

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电功： dA IUdt Udq
无摩擦准静态过程，其特点是没有摩擦力，外界在准静态过 程中对系统做的功，可以用系统本身的状态参量来表示。 外界在准静态过程中对系统做的功等于系统对外界做的功的负值
设气缸内的气体进行膨胀过程，当活塞移动微小ห้องสมุดไป่ตู้移dl 时，气
体对外界所作的元功为（系统对外作功为正） V是系统体积
dA
pS
dl
pdV
系统体积由V1变为V2，系统对外界作总功
为：
V2
面积
A pdV 体积功 V1
p
pe
形状不规则的容器（例如充气袋）中的气体作功呢？
p1
a
b
功的数值不仅与初态和末态有关，而且还 依赖于所经历的中间状态，功与过程的路 2 径有关。
功是过程量
0
V1
V V2
求准静态过程的功，即 为求虚线部分的面积
无法用统一的状态参量来描述其状态.
一个过程，如果任意时刻的中间态都无限接近于一个
平衡态，则此过程为准静态过程。显然，这种过程只 有在进行的 “ 无限缓慢 ” 的条件下才可能实现。
对于实际过程则要求系统状态发生变化的时间 △t 远远大于弛豫时间τ才可近似看作准静态过程 。
举例1：外界对系统做功
非平衡态到平衡态的过渡时间，
RT
vi RT
(i 1,2, , n)
n
其中，M mi为n种理想气体的总质量
1
pi 为第i种理想气体单独存在时的压强
n个方程相加得：
( p1 p2 pn )V (v1 v2 vn )RT
n
n
令 p pi v vi
1
1
道尔顿分压定理
pV vRT

大学化学热力学基础ppt课件

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01
耗散结构理论
研究非平衡态系统中自组织现象的理论 框架，探讨系统如何通过自组织形成有 序结构。
02
03
协同学
研究非平衡态系统中各部分之间协同 作用的理论，揭示系统如何通过协同 作用实现自组织过程。
谢谢聆听
03
开放系统
与外界既有能量交换又有物质交换的系统。
热力学平衡态与过程
平衡态
在不受外界影响的条件下，系统各部 分的宏观性质不随时间变化的状态。
热力学过程
系统由一个平衡态转变到另一个平衡 态的经过。
热力学第一定律
内容
热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值 保持不变。
热力学性质的计算
热容
系统在某一过程中，温度升高（或降低）1K 所吸收（或放出）的热量，称为该系统在该过 程中的“热容”，用C表示。
热力学温度
热力学温标所表示的温度叫做热力学温度，用T表示， 单位是开尔文（K）。
焓变与熵变
在化学反应中，反应前后物质的焓的差值称为 焓变，用ΔH表示；反应前后物质的熵的差值 称为熵变，用ΔS表示。
03
热化学方程式的书写与计算
04
生成焓与燃烧焓的概念及应用
盖斯定律及应用
盖斯定律的内容与意义 利用盖斯定律计算反应热
热化学方程式的加和与相 减
盖斯定律在工业生产中的 应用
化学反应方向判据
焓变与熵变对反应方向 的影响
沉淀溶解平衡与溶度积 常数
01
02
03
自由能变化与反应方向 的关系
04
影响沉淀溶解平衡的因 素
实际循环效率分析
循环效率定义
评价热机或制冷机性能的重要指标，表示有用功与输入功的比值。循环效率越高，表示 机器性能越好。

热力学完整ppt课件

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01
02
空调制冷技术原理：利 用制冷剂在蒸发器内蒸 发吸收室内热量，再通 过压缩机将制冷剂压缩 成高温高压气体，经冷 凝器散热后变成低温低 压液体，如此循环实现 制冷。
节能措施探讨
03
04
05
采用高效压缩机和换热 器，提高制冷效率。
优化控制系统，实现精 准控温和智能节能。
采用环保制冷剂，减少 对环境的影响。
THANKS
感谢观看
05
化学热力学基础
化学反应热效应计算
反应热的概念及分类
反应热的计算方法及 实例
热化学方程式的书写 及意义
盖斯定律在化学热力学中应用
盖斯定律的内容及意义 盖斯定律在反应热计算中的应用
盖斯定律在相变热计算中的应用
化学反应方向判断依据
化学反应自发进行的方向判据
焓变与熵变对反应方向的影响
自由能变化与反应方向的关系
热力学完整ppt课件
目 录
• 热力学基本概念与定律 • 热量传递与热平衡 • 气体性质与过程分析 • 相变与相平衡原理 • 化学热力学基础 • 热力学在能源工程领域应用
01
热力学基本概念与定律
热力学系统及其分类
孤立系统
与外界既没有物质交换也没有能量交 换的系统。
开系
与外界既有能量交换又有物质交换的 系统。
04
相变与相平衡原理
相变现象及分类
相变现象
物质从一种相转变为另一种相的过程 ，如固、液、气三相之间的转变。
分类
一级相变和二级相变。一级相变涉及 热量的吸收或释放，体积发生变化； 二级相变无热量交换，体积不变。
相平衡条件与克拉珀龙方程
相平衡条件
在一定温度和压力下，各相之间达到动 态平衡，各相的性质和组成不再发生变 化。

基础知识--热力学知识PPT课件

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要实现“六度皆优”，必须做到“四优”：设计 优化、设备优质、施工优良、保养优秀。
4/52
热力学知识
空调
2019/7/30
38℃ 26℃
冷水 系统
冷却水 系统
37℃
26℃
38℃
30℃
5/52
热力学知识
制冷
2019/7/30
指在某一特定环境内制造出比周围环境温 度低的“冷”环境。
所谓“冷”环境，是要求“特定环境”中 空气的温度低于“周围环境”的温度，比 如要求室内温度（26℃）低于室外温度 （38℃）等。
热力学知识
冷凝、凝结热
2019/7/30
冷凝：当蒸汽受压或受冷时放出热量，使 蒸汽冷却、凝结成液体的过程。
所以冷凝过程实际上是液化过程。
凝结热：一定的温度下，单位质量的蒸汽 完全变成同温度的液体所放出的 热量。
32/52
热力学知识
2019/7/30
小结
物质三种形式的状态：气态、液态、固态
物质的状态只能在一定的温度和压力条件 下存在，当条件发生变化时，状态就会发 生改变。
35/52
热力学知识
COP
2019/7/30
空调主机的制冷效率或制热效率。
机组制冷量或制热量与机组输入能 量的比值。
36/52
热力学知识
练习题：
2019/7/30
1.一台制冷量100万大卡的机组，冷水
入口温度14℃，出口温度7℃，则冷水
流量
m3/h。
2.与Ⅸ型直燃机配备的冷却塔，在额定 工况下冷却水的散失量约为 ％。
地球上绝大多数空调使用地区的大气压力 均接近标准大气压，故分析空调系统（包 括主机）时，一般假设外部环境压力为标 准大气压。
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在物理学中，把垂直作用于物体表面的力叫做 压力；把单位面积上所受的压力称为压强。压 强是物理学中定量表示压力产生作用效果大小 的物理量。
压强单位为帕斯卡,简称帕(Pa)。1帕表示垂直 作用于每平方米(m2)上的力为 1牛顿(N)。 1Pa = 1N/m2，1mmHg = 133Pa。
在实际工程应用中，人们通常习惯于把压强称 为压力。 10/54
用气压表测得当地大气压力为100.3kPa 从U形管测得机组吸收器的压力比大气压
力低99.4kPa。
则吸收器的真空度为 绝对压力为 kPa。
19/54
kPa
热力学知识
温 度
2018/8/8
度量物体冷热程度的物理量。
温度是物体分子运动的结果，温度的高低用温标 表示。
常用的温标有摄氏温标(℃)和华氏温标(℉)。 在标准大气压下，以水的结冰温度作为 0℃，沸 腾温度作为100℃，中间分成100等分，每一等分 为一摄氏度。 在标准大气压下，以水的结冰温度为32℉，沸腾 温度作为212℉，中间分为180等分，每一等分为 一华氏度。
将用户房间的热量以及部分燃烧热带到 大气中去。
8/54
热力学知识
2018/8/8
制 冷
指在某一特定环境内制造出比周围环境温
度低的“冷”环境。 所谓“冷”环境，是要求“特定环境”中
空气的温度低于“周围环境”的温度，比
如要求室内温度（26℃）低于室外温度
（38℃）等。
9/54
热力学知识
压 力
2018/8/8
空 调
2018/8/8
空调顶点的“六度皆优”(依重要性排序）： ① 温度：与自然气候抗衡，将室内温度调节到符 合人体要求；② 鲜度：将新鲜空气有效引入室内， 让人呼吸到足够的氧气；③ 净度：将空气中有害 物质和细菌捕集并排除；④ 静度：将设备噪音调 低到用户听不见；⑤ 湿度：将空气湿度调节到符 合皮肤需求；⑥ 速度：使吹到人身上的风慢到用 户感觉不到。 要实现“六度皆优”，必须做到“四优”：设计 优化、设备优质、施工优良、保养优秀。
22/54
热力学知识
2018/8/8
饱 和 溶 液
指在一定温度下，固体溶质溶于溶剂中达 到最大值时的溶液。
23/54
热力学知识
2018/8/8
结
晶
当降低饱和溶液的温度时，由于溶质
溶解度的降低，单位溶剂中所能溶解
态或真空状态。当内部压力大于外部大气压
力时，压力表的读数为正值，此时称密闭容 器内部处于正压状态。
13/54
热力学知识
2018/8/8
绝 对 压 力
密闭容器内部的真实压力。
它等于表压力与外部环境大气压力之和。
14/54
热力学知识
2018/8/8
真
空
密闭容器内部的绝对压力小于外部
环境压力时的状态。
2018/8/8
一般理解即空气调节，指为满足人们的生活或 生产的需要而对特定的空间内的空气温度、相 对湿度、清洁度、噪音或空气流动速度等参数 的适当调节和控制。
对于满足人们生活需要的舒适性空调，远大的
理解是空气调和。“和”是中华文化的顶点，
而空调顶点是“六度皆优”(依重要性排序）。
5/54
热力学知识
0 Pa
17/54热力学知识2018/8/8不 凝 性 气 体
在机组内部温度和压力条件下，既不凝结 亦不能被溴化锂和冷剂水吸收的气体。 不凝性气体存在于机组内部，将影响机组 真空，减少机组出力。 如果其中含有氧气还将导致机组锈蚀，严 重缩短机组使用寿命。
18/54
热力学知识
2018/8/8
练习题1：
均接近标准大气压，故分析空调系统（包
括主机）时，一般假设外部环境压力为标 准大气压。
12/54
热力学知识
2018/8/8
表 压 力
在工程中用压力仪表检测出来的密闭容器内 的压力。压力表读数为密闭容器内压力与外 部大气压力的差值。 当内部压力小于外部大气压时，压力表的读 数为负值，此时称密闭容器内部处于负压状
20/54
热力学知识
2018/8/8
相 对 湿 度
空气中实际的水蒸汽分压力和同温度下饱 和水蒸汽分压力之比。 相对湿度反映了湿空气中水蒸汽含量接近
饱和的程度。此值越小，表示空气离饱和
程度越远，空气越干燥，吸水能力越强。
反之，此值越大，表示空气更接近饱和程
度，空气越潮湿，吸收水蒸汽能力越弱。
21/54
2018/8/8
基 础 知 识
1/54
2018/8/8
主要内容
• 热力学知识 • 产品知识
2/54
2018/8/8
一、热力学知识
3/54
热力学知识
2018/8/8
热 力 学 第 二 定 律
热量能自动从高温物体向低温物体转
移，但热量不能自发地从低温物体向 高温物体转移。
4/54
热力学知识
空 调
15/54
热力学知识
2018/8/8
真 空 度
真空状态下，密闭容器内部的绝对
压力与外部环境压力的差值的绝对 值，称为真空度。 真空度 ＝ | P内 － P外 |
16/54
热力学知识
2018/8/8
大气压力、绝对压力、表压力的关系
正压状态 表压力 真空状态
表压力
大气 压力 绝对 压力 绝对 压力
大气 压力
6/54
热力学知识
2018/8/8
空 调
冷水 系统 冷却水 系 统
37℃
38℃
26℃
14℃
30℃
26℃
38℃
空调末端
远大非电空调
中央空调构成简图
7/54
空 调
冷(温)水系统的作用
2018/8/8
将用户房间的热量(或冷量)带回主机； 也可以说是将主机产生的冷量(或热量) 带到用户房间。
冷却水系统的作用
热力学知识
2018/8/8
大 气 压 力
指环绕地球的空气层在地球单位表面
积上形成的压力。 大气压力不仅与海拔高度有关，还随
季节、气候的变化稍有差别。
11/54
热力学知识
2018/8/8
标 准 大 气 压 力
指纬度45°的海平面上大气的常年平均压
力，其值为760mmHg。
地球上绝大多数空调使用地区的大气压力
热力学知识
二 元 溶 液
2018/8/8
两种互相不起化学作用的物质组成的混合物。
这种均匀混合物其内部各种物理性质，如压力、 温度、浓度、密度等在整个混合物中各处都完 全一致。不能用机械的沉淀法或离心法将它们 分离为原组成物质。 例如：溴化锂溶液就是一种二元溶液，溴化锂 是溶质，水是溶剂。在标准大气压下，溴化锂 溶液中水的沸点是 100℃，而溴化锂的沸点为 1265℃，两者相差甚大，因此，溶液沸腾时产 生的蒸汽几乎不带溴化锂的成分。