《热工与流体力学基础》课件绪论
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热工与流体力学基础第一篇工程热力学第一章基本概念第一节工质及热力系统一、工质是物质运动的量度,能量与物质是不可分割的。
在热力过程中,完成热能与机械能之间的相互转换必须借助于某种工作介质---工质来实现。
工质并不直接参与能量的转换,只是在能量转换过程中起媒介作用,即在热力过程和热力循环中,伴随工质热力状态的不断变化,使得热力系统与外界之间通过界面而发生能量的转换与传递。
二、热力系统根据热力学分析的需要,在相互作用的各物体中,选取某一范围内的物体作为热力研究的对象,称为热力系统或系统。
将与热力系统相互作用的周围物体称为外界或环境。
热力系统与外界的分界面成为界面或边界。
热力系统与外界之间的界面可以是真实的,也可以是虚拟的,可以是固定的,也可以是活动的。
图1-1 热力系统、外界与边界三、热力系统的分类根据界面上系统与外界间能、质交换的情况不同来分类:闭口系统:界面上无质量交换的系统(控制质量cm);开口系统:界面上有质量交换的系统(控制体积cv);绝热系统:界面上无热量交换的系统;孤立系统:界面上既无质量交换又无能量交换的系统。
自然界中的物体都是相互联系的。
相互制约和相互作用的,因此绝对的绝热系统和孤立系统都是不存在的。
只有当系统与外界间的热量、功量、质量的交换无限小或该作用的影响可忽略不计时,可看作是某一特定条件下的简化。
在热力学中还有一些特殊的系统。
像具有无限大热容的系统,他们在放出或吸收有限的热量时不改变系统的自身的温度,被称为热源或热库。
另外,若热力系统与外界可逆的功交换只有体积变化功一种形式,则该系统称为简单可压缩系统。
第二节工质的热力学状态及其基本状态参数一、热力状态与状态参数热力系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状况称为热力状态或状态。
热力状态是系统各种宏观物理特性的表现,能描述这种宏观特性的物理量称为热力状态参数或状态参数。
该课程主要讨论的状态参数有温度(T)、压力(P)、比体积(v)或密度(ρ)、热力学能(U)、焓(H)、熵(S)等。
热工与流体力学基础绪论工程热力学的研究对象主要是热能转化为机械能的规律、方法及提高转化效率的途径。
流体力学的研究对象是流体的平衡和运动规律,以及在工程应用中力求克服流动阻力减少能量损失。
第一章工质及气态方程第一节工质及热力系统一、工质用以实现热能与机械能相互转换或热能转移的媒介物质,称为工质。
合理的选用工质能提高能量转换的效率。
二、热力系统常见系统:(1)闭口系统(2)开口系统(3)绝热系统(4)孤立系统(5)热源最常见的热力系统是简单可压缩系统(只进行热量与体积变化的系统)。
第二节工质的热力状态及基本状态参数一、热力状态与状态参数初终态的参数变化值,仅与初终态有关。
以x表示状态参数,状态参数的特征:1.状态确定,则状态参数确定,反之亦然。
2.状态参数的积分特征:状态参数的变化量与路径无关,只与初终态有关。
工程热力学中常用的状态参数有:温度(T)、压力、体积、热力学能、焓、熵等。
二、基本状态参数1.温度是物质分子热运动激烈程度的标志.热力学温标取纯水的三相点,即冰、水、汽三相平衡共存的状态点为基准点,规定其温度为273.16K。
T=t+2732.压力单位面积上所受到的垂直作用力称为压力,p.P=F/A根据分子运动论,气体的压力是大量分子与容器壁面碰撞作用力的统计平均值.压力的大小与分子的动能和分子的浓度有关.1标准大气压(atm)= 1.01325×105 帕斯卡 =760.00毫米汞柱=10.3323米水柱气体的实际压力称为绝对压力,用 p 表示.当被测气体的绝对压力高于大气压力pb时,相对压力为正压,压力表指示的数值称为表压力,用 pg来表示.当被测气体的绝对压力低于大气压力pb时,相对压力为负压,压力表指示的数值称为真空度,用 pv来表示.当p>pb p=pb+pgP<pb p=pb-pv只有绝对压力才是工质的状态参数,表压力和真空度都与当地大气压有关.3.比体积与密度单位质量的工质所占有的体积称为比体积.用v表示,单位为m3/kg. v=V/m单位体积工质占有的质量称为密度.用ρ表示。