当前位置：文档之家 › 工程热力学课件(第四版)：00章：绪论

工程热力学课件(第四版)：00章：绪论

  • 格式：ppt
  • 大小：266.00 KB
  • 文档页数：6

下载文档原格式

  / 6

合集下载

工程热力学课程复习第四版课件

工程热力学课程复习第四版课件
加146.5kJ 同时向外放出热量50kJ。压气机每分钟产生压缩空气10kg。求：（1）压缩过程 中对每kg 气体所作的体积变化功；（2）每生产1kg 的压缩空气所需的功（技术功）；（3） 带动此压气机要用多大功率的电动机？
解：
（1）根据闭口系能量方程 q = Δ u + w， 由已知条件： q = ?50kJ/kg，Δ u =146.5kJ/kg得 w = q ? Δ u = ?50kJ ?146.5kJ = ?196.5kJ/kg
? S ? Q1 ' ? Q2 ' ? Q3 ' ? 0 ? ? 1500 ? ? 500 ? Q3 ' ? 0
T1 T2 T3
800 500 300
所以 Q3 ' ?
?
T3
(
Q1 T1
'
?
Q2 ') T2
?
862.5KJ
Wnet ,max ? Q1 ? Q2 ? Q3 ? 1137 .5kJ
热力学第二定律
Q1 =1500kJ 、Q2 = 500kJ ，向 T0 = 300K 的环境为冷源放热 Q3，问：①要求热机作出
循环净功 W net =1000kJ ，该循环能否实现；②求最大循环净功 Wnet,max 。
解：（1）已知 Q1 =1500kJ、Q2 = 500kJ，W net = 1000kJ，
放热 Q3 ? ?[( Q1 ? Q2 ) ? Wnet ] ? ?1000kJ
? 0.1918kJ
/K
? ? ? Sw ?
?Qw ?
T
cwmwdT T
?cwmw
ln
Tf Tw
? 9.0 ? 4.187 ? ln 298.1 ? 295

00章：绪论 工程热力学课件(第四版)

00章：绪论 工程热力学课件(第四版)
社会的各方面提供动力等。 在当今科技条件下，利用得最多的能源是燃料
的化学能。通过燃烧，燃料的化学能转换成热能， 再将热能转换成机械能或电能供人们使用。
热力学第零定律：
假如两物体的温度都等于另外第三个物体，那
么这三个物体拥有相同的温度。
热
热力学第一定律：
力 学 三
热是能的一种二定律：
课件目录
绪论
0-1 热能及其利用 0-2 工程热力学发展简史 0-3 工程热力学的主要内容
§0-1 热能及其利用
能源是人类社会不可缺少的物质基础之一，人
类社会的发展史与人类开发利用能源的广度和深度 密切相连。
热能利用的两种基本形式：（1）热利用，如 在冶金、化工、食品等工业和生活上的应用。（2） 动力利用，即把热能转化成机械能或电能，为人类
（1）克劳修斯说法：热不能自发的、不付代
定
价的从低温物体传至高温物体。
律
（2）开尔文说法：不可能制造出从单一热源
吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的
热力发动机。
热力学第三定律： 绝对零度不可达。
§0-3 主要内容及研究方法
工程热力学的研究对象主要是能量转换，特别 是热能转化成机械能的规律和方法，以及提高转化 效率的途径，以提高能源利用的经济性。
主要内容包括：
1、基本概念与基本定律，如热力系统、平衡 状态等；
2、过程和循环的分析研究及计算方法； 3、常用工质的性质； 4、化学热力学方面的有关内容。
研究方法：宏观（经典热力学）和微观（统计热
力学）
学习方法：把握线索，学会抽象简化的研究方
法，重视习题和实验等。

工程热力学课件ppt

工程热力学课件ppt

热力系统的环境影响评价
环境影响
环境影响是指人类活动对环境产生的各种影响，包括正面和负面 影响。
生命周期评价
生命周期评价是一种用于评估产品或服务在整个生命周期内对环境 的影响的方法。
热力系统的环境影响
热力系统在运行过程中会产生各种环境影响，如排放污染物、消耗 能源等。
可持续性与可再生能源在热力学中的应用
高效热力系统的研究与开发
高效热力系统设计
针对不同应用场景，研究开发高效热 力系统，如高效燃气锅炉、高效空调 系统等，通过优化系统结构和运行参 数，降低能耗和提高能效。
高效热力系统评估
建立和完善高效热力系统的评估体系 ，制定相关标准和规范，为实际应用 提供指导和依据。
热力学在可再生能源利用中的应用
热力学在工程中的应用
热力发动机
热力发动机原理
热力发动机利用燃料燃烧产生的 热能转化为机械能，通过活塞、 转子或涡轮等机构输出动力。
热力发动机类型
热力发动机有多种类型，如内燃 机、蒸汽机和燃气轮机等，每种 类型都有其特点和应用领域。
热力发动机效率
提高热力发动机效率是重要的研 究方向，通过优化设计、改善燃 烧过程和减少热量损失等方法可 以提高效率。
新型热力材料与技术
新型热力材料
随着科技的发展，新型热力材料不断涌现，如纳米材料、复合材料等，这些材料 具有优异的热物理性能和热力学特性，为热力系统的优化和能效提升提供了新的 可能性。
新型热力技术
新型热力技术如热管技术、热泵技术、热电技术等在工程热力学领域的应用越来 越广泛，这些技术能够实现高效能的热量传递和转换，提高能源利用效率。
要点二
详细描述
热力系数是衡量热力学系统转换效率的参数，表示系统输 出功与输入功的比值。它反映了系统转换能量的能力，是 评价系统性能的重要指标之一。热力效率是衡量系统能量 转换效率的参数，表示系统输出有用功与输入总功的比值 。它反映了系统在能量转换过程中的损失程度，也是评价 系统性能的重要指标之一。

工程热力学幻灯片(绪、1、2章)(上课)

工程热力学幻灯片(绪、1、2章)(上课)

B
Pg
H
压力的测量示意图
环境压力与标准大气压：环境压力指压力 表所处环境的压力(当地大气压力)
标准大气压 1atm=760mmHg 注意：当地大气压随时间、地点变化。一般认 36 为等于标准大气压（当h变化不大）。
3、比容和密度
pg
p
正压 大气压力B
都是描述系统内 工质稀密程度的宏观 物理量
H
B
处于平衡状态的系统有一种保持平衡 的趋势；对于不平衡的系统有一种达到平 衡的趋势。
41
平衡与稳定
稳定：参数不随时间变化
铜棒：稳定但存在不平衡势差，它的稳 定是靠外界影响来维持的。去掉外界影 响，则状态变化，直 到温度均匀为止 稳定不一定平衡
绝热，不受外界温度影响
但平衡一定稳定
42
平衡与均匀
平衡：时间上
24
例如：
m W 4 Q 2
1 开口系 1+2 闭口系 1+2+3 绝热闭口系 1+2+3+4 孤立系
1
3
非孤立系＋相关外界 25 ＝孤立系
四、系统的内部状况（热力系统其它 分类方式）
均匀系
物理化学性质 非均匀系
单元系 其它分类方式 工质种类
多元系
单相
相态
多相
26
1、均匀系与非均匀系：系统内各部分的 化学成分和物理性质都均匀一致的系统， 称为均匀系。 2、单相系与复相系：由单一物相组成的 系统称为单相系。 3、单元系与多元系：由一种均匀的和化 学成分保持不变的物质组成的系统称为单 元系。（空气常可看作纯物质，属单元系 ）
凝 汽 器
给水泵
只交换功 既交换功 也交换热

工程热力学课件4精品文档

工程热力学课件4精品文档

功＝面积12341 ＝面积12561－面积43564
p
5
VC 3
2
设12和43两过程n相同

6
n1
4
Wt

n n 1
p 1V 1

1



p2 p1

n

V3
1
V
V1 V

n n 1
pp 14V 4


1



pp 32 pp 14

q在p-v,T-s图上的变化趋势
q Tds
T
p
h>0 u>0
q>0
T
w>0
h>0
u>0
qw
w>0
n0
n0
wt>0
n 1 wt>0
nk
n
n 1
q>0
n
v
nk s
u,h,w,wt,q在p-v,T-s图上的变化趋势
u↑,h↑(T↑) w↑(v↑) wt ↑(p↓) q↑(s↑)
T
(3) 当 n = k pvk pvconsRtT sC c n 0
s
1
(4) 当 n = pnvconstvC
cn cv
v
基本过程是多变过程的特例
理想气体的基本过程
过程方程
p T C
v
s pvk C
T pvC
v
T C p
pv RT
初终态关系
p
T2 T1 v2 v1
目的: 研究外部条件对热能和机械能转 换的影响，通过有利的外部条件，达 到合理安排热力过程，提高热能和机 械能转换效率的目的。

《工程热力学》(第四版)PPT课件00绪论

《工程热力学》(第四版)PPT课件00绪论

2020年11月3日
《工程热力学》（第四版）
7
0-3 工程热力学的研究内容及研究方法
热力学(经典热力学)—研究热能性质以及热能和其他能量相互转 换规律的科学。
工程热力学—热力学的一个分支，着重研究热能和机械能相互转 换的规律。
研究内容： ①热力学基本定律（热力学第一定律、热力学第二定律）；②热 力过程和热力循环；②工质的性质；③提高能量转换效率的途径。
进气过程：进气阀打开，排气阀关闭，活塞下行， 将空气吸入气缸。
压缩过程：进、排气阀关闭，活塞上行压缩空气， 使其温度和压力升高。
燃烧过程：喷油嘴向气缸内喷油，燃料燃烧，气缸 内气体压力和温度急剧升高（燃料的化学能转换为热 能）。
膨胀过程：高温高压气体推动活塞下行，通过曲轴 向外输出机械功。
排气过程：活塞接近下死点时，排气阀打开，废气 在气缸内外压差的作用下流出气缸。随后，活塞上行 将残余气体推出气缸。
上述过程周而复始地进行，实现了热能转换为机械能的任务。
2020年11月3日
《工程热力绪学》论（第四版）
4
2020年11月3日
《工程热力学》（第四版）
5
三、燃气轮机装置 压气机：从大气环境吸气，并将其压缩，使其压力和温度升高。
燃烧室：空气和燃料在其中混合并燃烧（燃料的化学能转换为热 能），得到高温高压的燃气。
压气机：吸入来自蒸发器的低压蒸气，通过压缩(耗功)使其压力 和温度提高。
冷凝器：使气体冷凝，得到常温高压的液体。 节流阀：使液体降压，产生低压低温的液体（含少量蒸气）。 蒸发器：通过壁面吸收冷藏库内的热量，工质汽化为低压气体， 同时使冷库降低温度或保持低温。
工质（气态或液态制冷剂）在压 气机作用下周而复始地循环，实现了 制冷的任务。

《工程热力学》(第四版)配套教学课件

传热面积是影响换热器性能的重要因素。通过优化传热面积，可以 提高换热效率，降低能耗。
流体流动模式
流体流动模式会影响传热系数。合理设计流体流动路径，可以增强 传热效率。
材料选择
材料选择需要考虑流体腐蚀性，耐温性，成本等因素。合适的材料 可以确保换热器寿命和可靠性。
课程总结与反馈
1 1. 课程回顾
回顾课程内容，掌握核心概念。
3 3. 混合物热力学性质
混合物热力学性质包括焓、 熵、吉布斯自由能等，可用 于分析混合物的能量变化。
4 4. 应用
气体和液体混合物在许多工 程应用中发挥重要作用，例 如制冷剂、燃料和化学反应 过程。
化学平衡与化学反应
1
2
3
化学平衡
化学反应达到平衡状态时，正逆反应 速率相等，反应物和生成物的浓度不
功
3
功是能量的另一种形式，它是力作用在物体上所做的功。
内能
4
内能是系统内部所有能量的总和，包括热能、动能和势能。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
热力学第二定律阐述了热量传递的方向性和不可逆性，以及熵增原理。
克劳修斯表述
热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，需要外界做功。
开尔文表述
不可能从单一热源吸取热量，全部用来做功，而不引起其他变化。
《工程热力学》第四 版教学课件
本套课件旨在为学习工程热力学课程的学生提供更直观、更易懂的学习体 验。
课件内容涵盖了工程热力学的基础知识，并通过丰富的图文和动画进行讲 解，使学生更容易理解和掌握。
hd by h d
课程简介
课程内容
本课程涵盖了热力学基础、热力学定律、流体性质、传热原理以及常见热力学系统等方面内容。

《工程热力学》PPT课件


四、课程的特点、要求、学时分配、考核
特点:本课程理论性较强，无多少实物供参照，课堂上的 讲授以理论分析和推导为主。
对重点章节要熟练掌握。
要求:要求课上集中精力听讲，做好笔记，课下及时复习。
学时分配：总学时40
考核：本课程为考试课，平时20%；考试80%。
参考书： 1.《汽车发动机原理》徐兆坤 主编 清华大学出版社 2.《汽车发动机拖拉机》（第3版）董敬等主编 机械工业出版社
2、压力：用P表示，单位是Pa，Mpa、kPa。 定义：系统单位面积上受到的垂直作用力。 即：P=F/A 3、温度：用T表示，单位是K。 （Ｔ↑气体分子的平均 定义：表征物体的冷热程度 动能越大）
三、理想气体的状态方程
1、理想气体：气体分子本身不占有体积，分 子之间无相互作用力的气体。 2、理想气体的状态方程：
即：外界对系统所做的功全部用来增加系统的内能。
5、过程曲线
绝热压缩 温度升高
绝热膨胀 温度降低
五、多变过程
在实际的热力过程中，P、ν 、T的变化
和热量的交换都存在，不能用上述某一特殊
的热力过程来分析，需用一普遍的、更一般
的过程即多变过程来描述。
1、过程方程式：Pvn=常数 n=0,P=常数
n:多变指数。
是分子的内动能，仅与温度有关，是温度的单值函 数，用符号u表示，单位J。
三、闭口系统的能量方程
1、定义: 与外界没有质量交换的系统。 2、能量方程式
Q-W=Δ U
对于微元过程： 对于1kg工质：
故Q=Δ U+W δ Q=dU+δ W q=Δ u+w
（Ｊ/Kg)
—闭口系统能量方程
★以上各项均为代数值，可正可负或零，且 不受过程的性质和工质性质的限制。

2024年度-工程热力学全部课件pptx


理想气体混合物的热力学性质
具有加和性
20
理想气体基本过程
01
等温过程
温度保持不变的过程，如等温膨胀 和等温压缩
等容过程
体积保持不变的过程，如等容加热 和等容冷却
03
02
等压过程
压力保持不变的过程，如等压加热 和等压冷却
绝热过程
系统与外界没有热量交换的过程， 如绝热膨胀和绝热压缩
04
21
05 热力过程与循环 分析 22
与外界没有物质和能量交 换的系统。
孤立系统
封闭系统
开放系统
4
热力学基本定律
热力学第零定律
如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡状态，那么这两个系统也必定处于热平衡状态。
热力学第一定律
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。
热力学第二定律
其中，Δ(mv^2)/2表示系 统动能的变化量；
开口系统能量方程可表示 为：Q = ΔU + Δ(mv^2)/2 + Δ(mgh) + Δ(mΦ)。
Δ(mgh)表示系统势能的 变化量；
11
03 热力学第二定律
12
热力学第二定律表述
不可能从单一热源取热，使之完全转 换为有用的功而不产生其他影响。
热力学系统内的不可逆过程总是朝着 熵增加的方向进行。
性能评价指标
介绍蒸汽轮机的功率、效率等 性能评价指标及其计算方法。
性能影响因素
分析影响蒸汽轮机性能的主要 因素，如蒸汽参数、汽轮机结 构等。
优化设计策略
探讨提高蒸汽轮机性能的优化 设计策略，如改进叶片形状、
提高蒸汽参数等。

工程热力学PPT课件

另一种表述是，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
还有一种表述是，自然发生的热传递总是向着熵增加的方向进行，即系统总是向着熵增加的方向演化。
热力学第二定律的应用
01
在能源利用领域，热力学第二定律指导我们如何更有效地利用能源，避免能源 浪费。例如，在发电厂中，利用热力学第二定律可以优化蒸汽轮机的设计和运 行，提高发电效率。
热力学第二定律的实质
热力学第二定律的实质是揭示了自然界的不可逆性，即自然界的自发过程总是向着熵增加的方向进行 。这意味着自然界的能量转化和物质转化总是向着无序和混乱的方向发展，而不是向着有序和规则的 方向发展。
热力学第二定律的实质还表明了人类对自然界的干预和改造是有限制的，我们不能违背自然规律来无 限地利用能源和资源。因此，我们需要更加珍惜和合理利用自然界的能源和资源，以实现可持续发展 和环境保护的目标。
热力学第一定律的表述
01
热力学第一定律的表述是：能量既不能凭空产生，也不能凭空 消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体
传递给另一个物体。
02
热力学第一定律也可以表述为：在封闭系统中，能量守恒。
03
热力学第一定律也可以表述为：系统总能量的变化等于系 统与环境之间传递的热量和系统对外界所做的功之和。
制冷与空调技术
制冷与空调技术
制冷和空调技术是利用热力学原理实现热量转移和控制的工程技术。
制冷剂的选择
制冷剂是制冷和空调技术中的重要物质，需要具备适当的热力学性质 和环保性能。
制冷循环的类型
制冷循环有多种类型，如压缩式、吸收式和吸附式等，每种类型都有 其特定的应用场景。
空调系统的优化
为了提高空调系统的效率和降低能耗，需要对空调系统进行优化设计， 如采用变频技术、智能控制等措施。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
社会的各方面提供动力等。 在当今科技条件下，利用得最多的能源是燃料
的化学能。通过燃烧，燃料的化学能转换成热能， 再将热能转换成机械能或电能供人们使用。
实例
风能 太阳能
热能 电能
§0-2 工程热力学发展简史
热力工程的发展历程简介和热力学的发展历史。 热力工程的发展历程简介：大气机、蒸气机及其改进 （瓦特）、内燃机、燃气轮机等。 热力学的发展历史： ① 热素说和热动说之争(牛顿、本杰明. 汤姆逊、戴维)； ② 热力学第一定律的发现（卡诺、迈耶能量转换、焦耳 实验、朗肯热功等当、亥姆霍兹之综述等）； ③ 热力学第二定律的提出（卡诺、克劳修斯、开尔文 等）；克劳修斯的贡献及其热寂说的提出； ④ 能斯特及热力学第三定律；凯南的有效能提出等。 几个重要的科学家（卡诺、焦耳、瓦特、开尔文等）。
热力学第零定律：
假如两物体的温度都等于另外第三个物体，那
么这三个物体拥有相同的温度。
热
热力学第一定律：
力 学 三
热是能的一种，机械能变成热能，或热能变成 机械能的时候他们间的比值是一定的。 热力学第二定律：
（1）克劳修斯说法：热不能自发的、不付代
定
价的从低温物体传至高温物体。
律
（2）开尔文说法：不可能制造出从单一热源
吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的
热力发动机。
热力学第三定律： 绝对零度不可达。
§0-3 主要内容及研究方法
工程热力学的研究对象主要是能量转换，特别 是热能转化成机械能的规律和方法，以及提高转化 效率的途径，以提高能源利用的经济性。
主要内容包括：
1、基本概念与基本定律，如热力系统、平衡 状态等；
2、过程和循环的分析研究及计算方法； 3、常用工质的性质； 4、化学热力学方面的有关内容。
研究方法：宏观（经典热力学）和微观（统计热
力学）
学习方法：把握线索，学会抽象简化的研究方
法，重视习题和及其利用 0-2 工程热力学发展简史 0-3 工程热力学的主要内容
§0-1 热能及其利用
能源是人类社会不可缺少的物质基础之一，人
类社会的发展史与人类开发利用能源的广度和深度 密切相连。
热能利用的两种基本形式：（1）热利用，如 在冶金、化工、食品等工业和生活上的应用。（2） 动力利用，即把热能转化成机械能或电能，为人类