工程热力学笔记1

热力装置的基本共同点：

描述热力系统的量

1.      强度量（与系统质量的多少无关，主要有p压力，T温度）

2.      广延量：v比容（密度的倒数）、H焓、U内能、S熵与系统的质量呈“正比”

P、T、v为基本状态参数，也就是可以直接测量出的量

状态公理

对组元一定的闭口系统，独立状态参数的个数

N=n+1

=不平衡势差数

=能量转换方式的数目

=各种功的方式+热量

其中n表示容积变化功、电功、拉伸功、表面张力功等。

做功（容积变化功）----过程量

质量为mkg的物体容积发生变化对外界做的功为：

也可以表示为1kg工质所做的功为：

dw = p*dv

其中v为比容

其中l为位移量，p为压力，A为与压力接触的面积，V为容积体积的体积

传热量-----过程量

δq=Tds

对熵的定义：

传递过程中的热量

T温度

 

传热量表示为熵温图的积分

 

对内能U的定义（在闭口系统中）,其中δQ为获得的能量，U也可表示为储存在系统内部的能量（也叫热力学能）。

du=δQ-δW

Q = ΔU+W

 

在微观和宏观层面上U（是状态量，u是比参数，单位KJ/Kg）可以有如下形式：

 

 

闭口系统中热力学的恒等式：

 

Tds = du+pdv

也可写成如下：

Q = ΔU+W

开口系的能量方程为：如下图所示，需要注意的是流入系统内的能量包括让系统增加的热能δQ，流入的气体的内能（气体内能），还有一个很重要的是推动气体流入系统内部所做的功（pv----推动功，状态量）等于流出系统的物质所具有的能量（气体内能）加上气体所作做的功δW，再加上推动气体流出系统内部所做的功（pv----推动功，状态量）加上系统内部的能量的变化

 

上述公式关于时间的流率如下图所示：

 

上述公式中c单位为m/s

 

 

根据公式：

其中p为压力，v为比体积也叫比容，是密度的导数

                                v=V/m

焓可以表示成如下的公式：

h=u+pv

气体温度和压力之间的关系如下：

对于流动的工质，h可以代表内能+推动功

对于静止的工质，h不代表能量

稳定开口系统的能量方程如下：

就可以写成如下的公式：

上述的该方程适用于任何稳定流动的系统

所做的功可以称为技术功，如下图所示

 

 

总结一下，目前为止用到的功如下：

 

 

闭口系统只有容积变化功

开口系与外界交换的是轴功

一般情况下忽略动、位能的变换

所以

在准静态的情况的功如下：