工程热力学PPT

工程热力学是一门研究热能与其他形式能量之间转换以及热量传递规律的学科，是能源动力、化工、石油、冶金、航天、航空、船舶等众多工程领域的重要基础课程之一。基...

工程热力学是一门研究热能与其他形式能量之间转换以及热量传递规律的学科，是能源动力、化工、石油、冶金、航天、航空、船舶等众多工程领域的重要基础课程之一。基本概念1.1. 热力学系统热力学系统是指被研究的物体或物质系统。在热力学中，该系统被假定为与周围环境隔绝，从而只受到热力学因素的影响。根据研究目的和研究范围的不同，热力学系统可以是整个宇宙，也可以是一个微小的粒子或液体小球。1.2. 状态参数状态参数是描述热力学系统状态的特征物理量，如压力、温度、体积、比容、内能、焓等。这些参数描述了系统在某一特定时刻的状态，可以通过测量或计算得到。1.3. 热力学过程热力学过程是指热力学系统从某一初始状态经一系列中间状态达到某一最终状态的过程。热力学过程中的状态变化取决于系统所经历的加热或冷却过程，以及系统和外界的相互作用。1.4. 热力学定律热力学定律是描述热力学系统行为的基本规律，包括第一定律（能量守恒定律）、第二定律（熵增定律）和第三定律（绝对温度零度无法达到定律）。这些定律确定了热力学系统的能量转换和传递规律，是分析和解决热力学问题的基础。热力学基本理论2.1. 理想气体与实际气体理想气体是一种假设的理想模型，它忽略了分子的大小和形状，并且假定气体中的分子之间没有相互作用力。实际气体则具有分子大小和形状，并且分子之间存在相互作用力。这两者在工程应用中有重要区别。2.2. 理想气体的热力学关系理想气体的热力学关系是指理想气体在加热或冷却过程中遵循的热力学规律。这些关系包括波尔托斯-克莱默方程、格尼-卡尔文方程等，可以用来预测理想气体的压力、温度、体积等状态参数随热量变化的关系。2.3. 实际气体的热力学关系实际气体的热力学关系比理想气体更为复杂，因为需要考虑分子间相互作用力以及分子的大小和形状等因素。在实际气体中，状态参数的变化规律与理想气体有所不同，需要采用不同的方程来描述。2.4. 蒸汽与湿蒸汽蒸汽是指水从液态变为气态的过程，而湿蒸汽是指蒸汽中含有水滴的状态。在工程中，蒸汽和湿蒸汽是常见的物质状态，对于它们的热力学性质和热力过程需要专门进行研究和分析。热力学应用3.1. 热力发电厂热力发电厂是利用燃料的化学能或核能将水加热成蒸汽，再利用蒸汽驱动发电机产生电能的过程。热力发电厂的热力学过程涉及到燃料的燃烧、蒸汽的产生和蒸汽的压缩等多个环节，需要对各个过程进行详细的分析和计算。3.2. 内燃机内燃机是一种将燃料燃烧产生的热量转化为机械能的机器。内燃机中的热力学过程包括燃料的燃烧、气体膨胀和废气排放等多个环节，需要对其进行详细的热力学分析和优化设计，以提高内燃机的效率和性能。3.3. 制冷与空调制冷与空调是利用制冷剂的热力学特性实现热量转移和空气调节的过程。制冷剂在蒸发器和冷凝器中实现相变，吸收和释放热量，从而实现制冷和空调的目的。需要对制冷剂的热力学性质以及制冷和空调过程中的热力学关系进行详细的研究和分析，以提高制冷和空调的效率和使用效果。3.4. 动力机械与设备动力机械和设备是利用热力学原理实现能量转换和传递的装置，如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。这些装置中的热力学过程涉及到能量的多次转换和传递，需要对各个过程中的能量损失和效率进行详细的热力学分析和优化设计，以实现装置的高效运行和降低能源消耗。