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工程热力学（高教社第四版）第2章课件第二章热力学第一定律2-1 热力学第一定律的实质实质：能量守恒及转换定律在热现象中的应用能量守恒和转换定律—能量是可以相互转换的，且转换前后的总量保持不变。
热力学第一定律—热能与机械能是可以相互转换的，且转换前后的总量保持不变。
焦耳实验1、重物下降，输入功，绝热容器内气体T ↑2、绝热去掉，气体T ↓，放出热给水，T 恢复原温。
焦耳实验水温升高可测得热量，重物下降可测得功热功当量1 cal = 4.1868 J热力学第一定律热可以变为功，功也可以变为热，一定量的热消失时，必产生与之数量相当的功；消耗一定量的功时必出现与之对应的一定量的热。
闭口系循环的热一律表达式系统经历一个热力循环后，它所接受的净热量转换为对外所作的净功。
即：δQ = ∫ δW ∫要想得到功，必须花费热能或其它能量热一律又可表述为“第一类永动机是不可能制成的”关于永动机问题的思考各种永动机问题长期困扰着科技界与社会第一类永动机—不消耗能量而能对外连续作功的机器。
第二类永动机—从单一热源取热，并将其全部转变机械功的机器（或：热效率等于100%的机器）[有关问题在第五章中将详细讨论]。
长期以来一直有人在追求、研究各种形式的永动机，无一有所收获。
希望同学们树立正确的思想方法，不要误入歧途。
大气机压气机从大气中取气压力容器pw取回部分功量驱动压气机某人的永动机构思机水分解装置 H2 w 氢气发动机水取回部分功量驱动水分解装置2-2 热力学能（内能）和总能一、热力学能(internal energy) UUch Unu Uth 平移动能旋转动能振动动能UkEf1(T)U=U(T,v)UpE f2(T，v) —二、总(储存)能(total stored energy of system) 热力学能，内部储存能E=U+EK+Ep总能宏观动能宏观位能外部储存能e=u+ek+ep热力学能的性质热力学能说明： ? 热力学能是状态量 ? U : 广延参数 [ kJ ] ? u : 比参数 [kJ/kg]√ 分子动能（移动、转动、振动）分子位能（相互作用）√ 核能化学能系统总能外部储存能宏观动能宏观位能 Ek= mc2/2 Ep= mgz 机械能系统总能 E = U + Ek + Ep e = u + ek + ep2-3 能量的传递和转化能量传递的两种方式：作功，传热借作功传递的能量总是伴随着物体的宏观动能借传热来传递能量不需要有物体的宏观移动热能转变为机械能由两类过程组成：能量转换的热力学过程单纯机械能过程热一律的文字表达式热一律: 能量守恒与转换定律进入系统的能量 - 离开系统的能量 = 系统内部储存能量的变化热力学能U 的物理意义定义dU = δ Q - δ W δQ 热力学能U 状态函数δQ = dU + δW Q=?U+W δW闭口系热一律表达式dU 代表某微元过程中系统通过边界交换的微热量与微功量两者之差值，也即系统内部能量的变化。
工程热力学第三版第二章热力学第一定律热力学第一定律 ( 能量守恒与转换定律) :自然界中的一切物质都具有能量 ,能量不可能被创造,也不可能被消灭;但能量可以从一种形态转变为另一种形态 , 且在能量的转化过程中能量的总量保持不变。
它确定了热力过程中热力系与外界进行能量交换时 , 各种形态能量数量上的守恒关系。
能量是物质运动的度量。
分子运动学说阐明了热能是组成物质的分子、原子等微粒的杂乱运动———热运动的能量。
根据气体分子运动学说, 热力学能是热力状态的单值函数。
在一定的热力状态下 , 分子有一定的均方根速度和平均距离 , 就有一定的热力学能 , 而与达到这一热力状态的路径无关 ,因而热力学能是状态参数。
由于气体的热力状态可由两个独立状态参数决定 , 所以热力学能一定是两个独立状态参数的函数, 如: u = f( T, v)或u =f( T, p) ; u = f( p, v)能量传递方式 : 作功和传热。
作功来传递能量总是和物体的宏观位移有关。
功的形式除了膨胀功或压缩功这类与系统的界面移动有关的功外 ,还有因工质在开口系统中流动而传递的功 ,这种功叫做推动功。
对开口系统进行功的计算时需要考虑这种功。
开口系统和外界之间功的交换。
取燃气轮机为一开口系统 , 当 1 kg 工质从截面 1 - 1流入该热力系时,工质带入系统的推动功为 p 1 v 1 ,工质在系统中进行膨胀,由状态1膨胀到状态2,作膨胀功 w,然后从截面 2 - 2流出,带出系统的推动功为p 2 v 2。
推动功差( pv) = p 2 v 2 -p 1 v 1是系统为维持工质流动所需的功, 称为流动功（系统为维持工质流动所需的功）。
在不考虑工质的动能及位能变化时, 开口系与外界交换的功量是膨胀功与流动功之差w -( p 2 v 2- p 1 v 1 );若计及工质的动能及位能变化, 则还应计入动能差及位能差。
热能和机械能的可逆转换总是与工质的膨胀和压缩联系在一起的。
《高等工程热力学》课程教学大纲课程编号：学分： 3 总学时：54大纲执笔人：杜爱民大纲审核人：一、课程性质与目的二、课程基本要求三、课程基本内容大纲内容及学时分配：第一章绪论（4学时）高等工程热力学课程的背景知识、热力学的发展史；介绍课程性质、课程主要内容、课程的基本要求等，复习基本概念。
第二章温度与热力学第零定律（4学时）温度测量与温标概念，热力学第零定律与国际温标（ITS-90）。
第三章热力学第一定律（4学时）热力学基本概念、热力学第一定律、系统的能量的概念、热力学第一定律的应用。
第四章热力学第二定律与熵（4学时）卡诺原理、热力学第二定律、热力学温标与熵、孤立系统熵增原理、能量贬值原理、极值原理、亥姆霍兹函数与吉布斯函数。
第五章火用与能量分析（6学时）火用与能、能分析与火用分析、热量火用与冷量火用、稳流工质的物理火用与焓火用第六章纯净流体的热力学性质（4学时）热力学曲面与相图、流体的比体积、维里方程、三次型状态方程、其他状态方程、压缩因子的通用化关联、固定组元物质的热力学微分关系式、热力学微分关系式的推导方法、纯净流体热力性质的计算。
第七章均匀混合物系的热力性质（4学时）变组元均匀混合物系的热力学基本关系式、气体混合物的热力性质、混合物中组元的逸度和逸度系数、液体混合物的热力性质、理想溶液、非理想溶液、活度与活度系数、二元混合物的相依性、浓溶液与稀溶液、混合过程热力参数的变化第八章多元系的相平衡（自学）相平衡概述、二元互溶系气液平衡相图。
第九章化学热力学基础（8学时）热力学第一定律应用于化学反应、化学平衡、反应平衡时理想气体的热容、多个反应的平衡、燃料的化学火用，、燃料电池、热力学第三定律等考试（2学时）四、实验或上机内容五、前修课程要求六、学时分配七、教材与主要参考书。
