1熱力學第一定律

22–1

熱力學第一定律的實質一、第一定律的實質

能量守恒與轉換定律在熱現象中的應用。二、第一定律的表述

熱是能的一種，機械能變熱能，或熱能變機械能的時候，他們之間的比值是一定的?；颍簾峥梢宰優楣?，功也可以變為熱；一定量的熱消失時必定產生相應量的功；消耗一定量的功時，必出現與之相應量的熱。32–2熱力學能（內能）和總能一、熱力學能(internalenergy)UchUnuUthUk平移動能轉動動能振動動能Up—二、總（儲存）能(totalstoredenergyofsystem)總能熱力學能，內部儲存能外部儲存能宏觀動能宏觀位能4三、熱力學能是狀態參數

測量p、V、T可求出四、熱力學能單位

五、工程中關心宏觀動能與內動能的區別52–3熱力學第一定律基本表達式

加入系統的能量總和－熱力系統輸出的能量總和=熱力系總儲存能的增量EE+dE流入：流出：內部貯能的增量：dE6或EE+dE72–4閉口系基本能量方程式

閉口系，

忽略宏觀動能Uk和位能Up，第一定律第一解析式—功的基本表達式熱8討論：

1）對于可逆過程2）對于循環3）對于定量工質吸熱與升溫關系，還取決于W的“+”、“–”、數值大小。9例自由膨脹如圖，解：取氣體為熱力系

—閉口系？開口系？強調：功是通過邊界傳遞的能量。抽去隔板，求?例A4302661例A430377110歸納熱力學解題思路1）取好熱力系;2）計算初、終態;3）兩種解題思路從已知條件逐步推向目標從目標反過來缺什么補什么4）不可逆過程的功可嘗試從外部參數著手。112–5開口系能量方程一、推動功(flowwork;flowenergy)和流動功(flowwork;flowenergy)推動功：系統引進或排除工質傳遞的功量。pvp1v11o12流動功：系統維持流動所花費的代價。推動功在p-v圖上：13二、焓(enthalpy)定義：H=U+pV

h=u+pv單位：J（kJ）J/kg（kJ/kg）焓是狀態參數。物理意義：引進或排出工質而輸入或排出系統的總能量。14三、穩定流動能量方程(steady-flowenergyequation)穩定流動特征：注意：區分各截面間參數可不同。1）各截面上參數不隨時間變化。2）ΔECV=0，ΔSCV=0，ΔmCV=0?···

15流入系統的能量:流出系統的能量:系統內部儲能增量:ΔECV–=考慮到穩流特征：ΔECV=0qm1=qm2=qm;及h=u+pv

16討論：1）改寫式（B）為式（C）熱能轉變成功部分輸出軸功流動功機械能增量（C）172）技術功(technicalwork)—由式（C）技術上可資利用的功wt可逆過程183)第一定律第二解析式1)通過膨脹，由熱能2)第一定律兩解析式可相互導出，但只有在開系中能量方程才用焓。4）兩個解析式的關系功，w=q–Δu總之：可逆19四、穩定流動能量方程式的應用1.蒸汽輪機、氣輪機(steamturbine、gasturbine)

流進系統：

流出系統：內部儲能增量：0202.壓氣機，水泵類(compressor，pump)流入流出內部貯能增量0213.換熱器（鍋爐、加熱器等）(heatexchanger:boiler、heateretc.)22

流入：流出：內增：0若忽略動能差、位能差234.管內流動流入：流出：內增：024例A4312661例A4322661例A4332771例A433377125歸納：

1）開口系問題也可用閉口系方法求解。

2）注意閉口系邊界面上熱、功交換；尤其是邊界面變形時需考慮功的交換。

3）例A4333771中若有無摩擦及充分導熱的活塞，結果如何？

——解法三即可認為是這種情