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第二章 热力学第一定律
所有的内容我们都讲完了
在这儿 我们把所有的内容做一个小结
首先 热力学第一定律的本质
它实际上 就是能量转换与守恒
它的文字表达式
这个非常容易理解 也非常好记
对于一个系统进来的能量 减去离开的能量等于 这个系统总能的变化量
这是热力学第一定律的文字表达式
然后我们再来看一下
热力学第一定律用符号的表达式
实际上 它的通式就是我们前面讲的
开口系的能量方程
我们显示在屏幕的这上方 量比较多
然后 它的微元变化是下面这表达式
我们来看既然你说是通式
也就是说
其它的能量方程的表达式
都可以由它来推出来
首先对于稳定流动过程
这个我们在那一小节里推过
就是加上稳定流动过程的一些条件
这条件都有什么
首先 是它的每一个截面的状态是不变的
然后 进出口的质量流率是一样的
我们经过推导之后
稳定流动过程的能量方程
就是交换的热量等于焓的变化量
加上宏观动能的变化量
加上重力位能的变化量
再加上一个轴功
如果说引入了技术功
技术功是什么
宏观动能的变化量 加上重力位能的变化量 加上轴功
这三项加在一起就是技术功
这样一来稳定流动过程的
能量方程就是交换的热量
等于焓的变化量再加上一个技术功
我们再来看闭口系
这上面还是我们刚才说的那个通用式
对于闭口系 实际上
把闭口系的特点加进去
闭口系的工质没有进出
这样一来上面这表达式
就剩了热量
还有内部储存能的变化率
然后再加上单位时间与外面交换的功
我们写成微元形式
把这时间给它去掉
那就是δQ=dE+δW
对于闭口系
坐标经常就取在系统上
所以系统总的储存能 就是它的内能
所以能量表达式就是δQ=dU+δW
这是我们前面由焦耳实验推出来的
也是这个表达式
我们再来看 对于工质循环
工质如果是循环
它储存能的变化量是等于0的
循环 又回到原始状态了
然后进出是一样的 进等于出
这样一来 工质经过循环
这样一来 工质循环的表达式
就是热量的环积分等于功的环积分
这实际上 就是我们前面那个焦耳实验的那个表达式
我们再来看孤立系
所谓的孤立系是什么
与外界没有质量的交换 没有功的交换 没有热量的交换
这样一来
最终的这结果就是孤立系
它内部储存能的变化量是等于0的
我们再来看一下热力学第一定律
表达式的适用条件
我们讲了好几个表达式
首先我们来看第一个表达式
q=△u+w这个表达式适用于
任何工质 任何过程
我们再来看q=△u+pdv的积分
适用于什么过程
这应该是准静态过程
然后交换的热量等于焓的变化量
加上宏观动能的变化量
加上重力位能的变化量
再加上一个轴功这是什么过程
一定是稳定流动过程
下面这表达式
跟它是完全等价的
只不过我们把这三项放在一起 叫做技术功而已
而且如果说你忽略了
宏观动位能的变化量
我们就可以写成
q等于焓的变化量加上轴功
我们再来看一下 准静态过程两个热力学关系式
首先 δq=du+pdv
然后再一个 δq=dh-vdp
它适用于闭口系和稳定流动过程
后面这两个表达式经常用
我们再来看内能与焓
首先大写的都是广延参数
也就是说整个这系统工质的内能或者 焓
然后小写的是比参数
也就是每千克工质的内能或者是焓
然后 U 内能是系统本身具有的内部的能量
而这个焓 焓并不是系统本身具有的
它是什么
它是开口系中随着工质进来或者是出去的时候
而携带的能量
所以大家一定要注意
对于一个开口系工质进来
它携带的能量一定是焓
再来看一下简单可压缩系统
它四种功的关系
哪四个功 容积变化功
然后推进功 轴功
还有一个什么 技术功
第一个表达式
是容积变化功等于推进功的变化量
然后再加上技术功
而技术功又等于宏观动能的变化量
加上重力位能的变化量
再加上一个轴功
然后准静态过程 容积变化功等于pdv
然后技术功等于什么
等于-vdp 准静态过程
容积变化功和技术功在图上
在哪个图 示功图 p-v图上
是怎样表示的 这一定要非常清晰
p-v图 纵坐标压力 横坐标比容
容积变化功是什么 是过程线与横坐标围成的面积
而技术功是过程线与纵坐标围成的面积
这一定要非常清楚
-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
