热力学第一定律及重要公式.ppt

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CONTENTS
本章重点
本章基本要求
01
深刻理解热量、储存能、功的概念，深刻理解内能、焓的物理意义
02
理解膨胀（压缩）功、轴功、技术功、流动功的联系与区别
03
本章重点
04
熟练应用热力学第一定律解决具体问题
05
热力学第一定律是能量转换和守恒定律在热力学上的应用，确定了热能和机械能之间的相互转换的数量关系。热力学第一定律：热能和机械能在转移和转换的过程中，能量的总量必定守恒。
01
第一类永动机：不消耗任何能量而能连续不断作功的循环发动机。
03
收入-支出=系统储能的变化
02
热力学第一定律的实质
3-1系统的储存能
 内能总以变化量出现，内能零点人为定
说明：
注意：
对理想气体u=f (T)
01
02
03
内能U ： 热力系处于宏观静止状态时系统内所有微观粒子所具有的能量之和，单位质量工质所具有的内能，称为比内能，简称内能。
核能 化学能
 U : 广延参数 [ kJ ] u : 比参数 [kJ/kg]
内能是状态量
分子位能（相互作用）：克服分子间的作用力所形成 。
分子动能（移动、转动、振动）
系统工质与外力场的相互作用 所具有的能量
如：重力位能
以外界为参考坐标的系统宏观运动所具有的能量
如：宏观动能
组成
二、外储存能
三、系统总能
外部储存能
宏观动能 Ek= mc2/2
宏观位能 Ep= mgz
机械能
系统总能
E = U + Ek + Ep或
e = u + ek + ep
一般与系统同坐标，常用U, dU, u, du
．2 系统与外界传递的能量
功
随物质传递的能量
热量
外界热源
外界功源
外界质源
系
统
与外界热源,功源,质源之间进行的能量传递
kJ 或 kcal 且l kcal=
定义：
在温差作用下,系统与外界通过界面传递的能量。
规定:
特点:
是传递过程中能量的一种形式，与热力过程有关
系统吸热热量为正，系统放热热量为负
单位：
一、热量
二、功
除温差以外的其它不平衡势差所引起的系统与外界传递的能量.
1．膨胀功W：
2 轴功WS:
在力差作用下，通过系统容积变化与外界传递的能量。
规定: 系统对外作功为正，外界对系统作功为负。
通过轴系统与外界传递的机械功
定义:
单位：l J=l Nm
膨胀功是热变功的源泉
刚性闭口系统轴功不可能为正，轴功来源于能量转换
通常规定：系统输出轴功为正，输入轴功为负。
种类:
注意:
三、随物质传递的能量
1． 流动工质
本身具有的能量
2． 流动功(或推动功)Wf：维持流体正常流动所必须传递量，为推动流体通过控制体界面而传递的机械功。
推动1kg工质进、
出控制体时需功
注意:
取决于控制体进出口界面工质的热力状态
由泵风机等提供
思考：与其它功区别