文档介绍：第二章热力学第一定律
热力学第一定律的实质
热力学能和总能
热力学第一定律的基本能量方程式
闭口系统能量方程式
开口系统能量方程式
能量方程式的应用
First law of thermodynamics
热力学第一定律的实质
能量守恒与转换定律-自然界中的一切物质都具有能量,能量不可能被创造,也不可能被消灭;但能量可以从一种形态转变为另一种形态,且在能量的转化过程中能量的总量保持不变。
1、热力学第一定律的实质
-能量守恒与转换定律在热现象中的应用。
2、热力学第一定律的表述
热是能的一种,机械能变热能,或热能变机械能的时候,它们的比值是一定的。
热可以变成功,功可以变成热。一定量的热消失时必产生相应量的功;消耗一定量的功时必出现与之对应的一定量的热。
热力学能和总能
一、热力学能(internal energy)
U
平移动能
旋转动能
振动动能
——
1、热力学能,用U表示;单位,J。
2、比热力学能,用u表示;单位,J/kg。
3、热力学能是状态参数。
气体的热力学能是两个独立状态参数的函数,如:
4、热力学能的变化只是内动能和内位能的变化。
二、总能(total stored energy of system)
总能
热力学能,内部储存能
宏观动能宏观位能
外部储存能
式中,宏观动能
宏观位能
说明:热力学能和机械能是不同形式的能量,但是可以同时储存在热力系统内。
1kg工质的总能,即比总能e,可写为
注意:宏观动能与内动能的区别。
mkg工质的总能可写为
热力学第一定律的基本能量方程式
把热力学第一定律的原则应用于系统中的能量变化时可写成如下形式:
进入系统的能量-离开系统的能量
=系统中储存能量的增加(2-9)
注意:上式是系统能量平衡的基本表达式,任何系统、任何过程均可据此原则建立其平衡式。
分析:
(1)对于闭口系统,闭口系统能量方程式。
(2)对于开口系统,开口系统能量方程式。
闭口系统能量方程式
根据系统能量平衡的基本表达式,得
说明:
(1)热力学第一定律第一解析式—加给工质的热量一部分用于增加工质的热力学能,储存于工质内部,余下的一部分以作功的方式传递至外界。
(2)在状态变化过程中,转化为机械能的部分为。