当前课程知识点：工程热力学（上） > 第1章 基本概念 > 1-3 基本状态参数 > Video 1-3 基本状态参数
通过上一小节的学习我们知道
我们要用状态参数
来描述系统的状态
这一小节我们要介绍
基本状态参数
所谓基本状态参数
就是可以测量并且常用的状态参数
一共有三个
它们是压力 温度 比容
我们先来看压力
压力实际上就是
大家在物理中学到的压强
它是完全相同的概念
但是在我们《工程热力学》里面
把它称为压力
它是单位面积所承受的力
它的国际单位是Pascal
或者说每平方米牛顿力
压力本身还有其它的一些单位
比如说kPa MPa bar
还有标准大气压 还有毫米汞柱
这些压力单位的换算
大家应该很清楚
我们再来看一下压力的测量
这是一个示意图
左侧是U型管来测量压力
右侧是用弹簧管来测量压力
不管采用哪种方式
我们发现它测得的是一个相对压力
也就是工质本身的压力
与环境压力的一个差值
这是我们常规的或常用的
压力表测量的数值
我们把它叫做相对压力
也就是绝对压力
与环境压力的相对值
我们刚才说了 压力是状态参数
这个压力指的是什么
指的是绝对压力
我们来看一下绝对压力与相对压力
当工质的压力大于环境压力的时候
这个时候压力表测的的数值
工程上叫做表压力
表压力与工质的绝对压力
以及环境压力有怎样的关系
应该是 工质的绝对压力
等于环境压力加上表压力
当工质的绝对压力
小于环境压力的时候
压力表测得的数值
工程上称其为真空度
在这种情况下 工质的绝对压力
等于环境压力减去真空度
这是很简单的一个关系
大家一定不要搞错
我们在屏幕的右下角
用线段来表示出来
绝对压力 表压力 环境压力
以及真空度之间的相对关系
帮助大家来记忆
我们再来看一下
环境压力与大气压力
所谓的环境压力
就是压力表
所处的环境的压力
而大气压力
这个大家太好理解了
就是我们大气中所具有的压力
实际上它是空气柱重量来决定的
当压力表放在大气中
这个时候的环境压力就是大气压力
但是如果压力表
所处的环境不是大气的时候
这时的环境压力与大气压力
就不相等了
比如说我们书上的习题1-7
这个时候的环境压力
就不是大气压力
所以在处理问题的时候
一定要看清楚
我们来看一下大气压力
大家学过物理都知道
大气压它实际上
是随着地点来变化的
也就是说纬度不同 它是不同的
高度不同 也是不一样的
比如说青藏高原它的大气压
比北京的大气压要低
我们还知道标准物理大气压
是760个毫米汞柱
一般来说当我们的高度
变化不是很大的时候
空气的密度可以作为常数来处理
但是如果说这个高度变化
非常大的时候
这个时候空气的密度是变化的
所以在处理这个问题的时候
一定要引起注意
比如说我们书上习题1-4
就要把空气的密度
作为一个变量来进行处理
我们屏幕下面这个计算式
就是来处理空气密度是变化的时候
大气压差的一个计算公式
我们再来看一下
其它的压力测量设备
在工业和科研中常用的是压力传感器
它实际上
是利用了压电效应
对于高精度的测量
可以用活塞式压力计
我们再来介绍
第二个基本状态参数 温度
对于温度这个概念
大家应该很熟悉
日常生活中经常用到
从传统的角度来说
它是冷热程度的一个度量
实际上这是有个人的差异的
体质好的人
他可能对温度的敏感度
要差一些
体质弱的人可能要强一些
从微观的角度来说
温度是衡量分子平均动能的
一个度量或者说量度
而温度概念的建立以及它的测量
是以热力学第零定律为基础的
介绍热力学第零定律之前
我们先来看一下
为什么把它叫做热力学第零定律
从时间的顺序来说
1840年到1850年
提出来了热力学第一定律
它是关于能量守恒与转换的定律
而在1854年到1855年
提出来热力学第二定律
它是关于熵的定律
接下来 1906年提出来了
热力学第三定律
它是关于熵的基准的定律
而关于温度的定律
是在1931年提出来的
从时间的顺序来说
关于温度这个定律是最后提出来的
但是从内容的体系来说
温度是基础
所以人们把关于温度的定律
称为热力学第零定律
这就是它的名字的由来
我们来看一下
热力学第零定律的具体内容
这是一个示意图
如果说两个系统分别
与第三个系统处于热平衡
这两个系统
必然彼此处于热平衡
对于这个示意图来说
如果说A与B处于热平衡
B同时又与C处于热平衡
A C这两个系统
一定是彼此也处于热平衡的
对于处于同一热平衡状态的
各个系统
一定有某一个物理量是相同的
这个物理量就叫做温度
这样一来就为温度的测量
提供了依据
也就是说我们用温度计来测量
一个系统的温度
只要温度计
跟系统是热平衡
温度计所呈现的温度
就是这个系统的温度
所以说热力学第零定律
是温度测量的基础
因此就有了温度计
温度计实际上
是根据物质的某些物理性质（来表示读数的）
比如说 水银的体积
还有热电阻的阻值
它随着温度的变化
而发生显著的单调性的变化
就可以用来表征温度
要表征温度
还需要制定基准点和刻度
这两者就构成了温标
温标目前有四种
一个是热力学温标 也叫做绝对温标
它的单位是K
还有一个温标叫做摄氏温标
它的单位是C
另外两个温标是
华氏温标和朗肯温标
我们把常用的这四个温标
之间的关系表示在屏幕上
左侧是绝对温标 或者说热力学温标
与摄氏温标
这两个温标之间的温度的刻度
是完全一样的
对于摄氏温标
它是以冰的熔点为零度
而水的沸点为100度
中间平均划分100个格 每一格是1度
而绝对温标或者说热力学温标
它与冰的熔点相对应的
温度是273.15
而温度值的刻度两者是一样的
右侧是华氏温标和朗肯温标
在我们国家很少来用
我们来看一下华氏温标的100度
它实际上跟我们
摄氏温标的37.8度是对应的
如果说你的一个美国朋友说
他发烧到100度的话
你也不要奇怪
他用的是华氏温标
相当于我们的37.8度
这是温标之间的换算公式
热力学温标等于
摄氏温标加上273.15
这个大家一定要非常清楚地记住
至于下面摄氏温度与华氏温度
以及华氏温度
与朗肯温度之间的这个换算
我们很少用
我们来看一下温度测量的一些设备
一个是水银温度计 酒精温度计
还有我们在科研中常用的热电偶
热电阻还有铂电阻温度计
辐射温度计等等
我们现在来介绍最后一个
基本状态参数 比容
这个概念大家应该也比较熟悉
它实际上是表征工质疏密程度的
一个物理量
大家更熟悉的是
比容的倒数的物理量
它叫做密度
我们现在来把这一节的主要内容
一起来回顾一下
我们介绍了三个基本状态参数
首先是压力
只有绝对压力才是状态参数
绝对压力与表压力
真空度之间的换算关系
这个要清楚
第二个基本状态参数是温度
温度实际上体现了
一个系统与另外一个系统的平衡
如果说两个系统平衡的话
它的温度一定是相等的
-0-0 导引
-0-1 热能及其利用
-0-1 作业
-0-2 热能转换装置工作过程简介
-0-2 作业
-0-3 工程热力学的研究内容及方法
-0-3 作业
-0-4 工程热力学与中国能源战略及环保
-0-4 作业
-绪论 章节小测验
-1-1 热力系统
-1-1 作业
-1-2 状态和状态参数
-1-2 作业
-1-3 基本状态参数
-1-3 作业
-1-4 平衡状态
-1-4 作业
-1-5 状态方程、坐标图
-1-5 作业
-1-6 准静态过程与可逆过程
-1-6 作业
-1-7 功量
-1-7 作业
-1-8 热量与熵
-1-8 作业
-1-9 热力循环
-1-9 作业
-第1章小结及讨论习题课
-第1章 章节小测验
-2-1 热力学第一定律的本质
-2-1 作业
-2-2 热力学第一定律的推论——内能
-2-2 作业
-2-3 闭口系统能量方程
-2-3 作业
-2-4 开口系统能量方程与焓
-2-4 作业
-2-5 稳定流动能量方程与技术功
-2-5 作业
-2-6 稳定流动能量方程的应用
-2-6 作业
-第2章小结
-第2章讨论习题课
-第2章 章节小测验
-3-0 导引
-3-1 理想气体状态方程
-3-1 作业
-3-2 比热容
-3-2 作业
-3-3 理想气体的内能、焓、熵和比热容
-3-3 作业
-3-4 理想气体比热容、内能、焓和熵的计算
-3-4 作业
-3-5 研究热力过程的目的和方法
-3-5 作业
-3-6 理想气体的等熵过程
-3-6 作业
-3-7 理想气体热力过程综合分析
--Video 3-7（2）基本过程在p-v图和T-s图上的表示
-3-7 作业
-3-8 气体的压缩
-3-8 作业
-3-9 活塞式压气机压缩过程分析
-3-9 作业
-第3章小结及讨论习题课
-第3章 章节小测验
-4-0 导引
-4-1 热二律的表述与实质
-4-1 作业
-4-2 卡诺定理与卡诺循环
-4-2 作业
-4-3 克劳修斯不等式及熵的引出
-4-3 作业
-4-4 不可逆过程熵的变化
-4-4 作业
-4-5 孤立系统熵增原理
-4-5 作业
-4-6 熵方程及对熵的小结
-4-6 作业
-4-7 熵与不可逆及熵的物理意义
-4-7 作业
-第4章讨论习题课
-4-8 㶲及其计算
-4-8 作业
-第4章 章节小测验
-5-0 导引
-5-0 作业
-5-1 活塞式内燃机动力循环
-5-1 作业
-5-2 活塞式内燃机几种循环的比较
-5-2 作业
-5-3 斯特林循环
-5-3 作业
-5-4 勃雷登循环
-5-4 作业
-5-5 提高勃雷登循环热效率的其它途径
-5-5 作业
-5-6 动力循环的一般规律
-第5章 章节小测验
-期末考试
