第一章第一章 基本概念基本概念Chapter 1. Basic Concepts Ø热力系统（热力系统（Thermodynamic System））Ø系统的状态参数（系统的状态参数（Properties of A System））Ø状态及平衡状态（状态及平衡状态（State and Equilibrium））Ø过程与循环（过程与循环（Process and Cycles））峪捶纪伺琶或洼坍洪哇熙谴五豹革铺漏砖粮搂狗冈盆励插怠完笼仅仑临夺第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts §1.1 热力系统热力系统 Thermodynamic System 1.热力系统的定义（热力系统的定义（Definition ）） 系统就是指被选做研究对象的物体或空间系统就是指被选做研究对象的物体或空间 （（A quantity of matter or a region in space chosen for study.）） For example: 气缸气缸-活塞装置活塞装置Cylinder-piston equipment 汽轮机汽轮机Steam turbine酗垒售挞监垦衰恕吉毕苏歪伞窝像溶惨外捐皇碍甩盔唤雇毫凄追村拜页固第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts (1) 外界（外界（Surroundings）） The mass or region outside the system（（2））边界（边界（Boundary）） The real or imaginary surface that separates the system from its surroundings.(3) 系统与外界之间的质量及能量交换都必须穿越边界系统与外界之间的质量及能量交换都必须穿越边界 The mass or energy exchange between system and its surroundings must cross the boundaries.2. 系统，外界和边界系统，外界和边界System, Surroundings and boundary茬涟箭收匈谜亦讳趟唤腔撑盼芹诬旗佣拜铆锥秀披肥可粱杖曾议师深浚喜第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts (4) Characteristics of Boundary § 边界是人为选定的边界是人为选定的Boundaries are selected subjectively. n 边界可以是固定的，也可以是可移动的边界可以是固定的，也可以是可移动的Boundaries can be fixed or movable. n 边界可以是真实的，也可以是假想的边界可以是真实的，也可以是假想的Boundaries can be real or imaginary.驶腥胖湃肯臃糙至存遂取袍盗浆荫弧点痰蕴均召础篇松架禾搪宿捅撼骨朴第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 热力系统选取的人为性热力系统选取的人为性锅锅炉炉boiler汽轮机汽轮机(turbine)发电机发电机(generator)给水泵给水泵(pump)凝汽器凝汽器(condenser)过热器过热器(reheater)只交换功只交换功只交换热只交换热既交换功既交换功也交换热也交换热蛤绰早垒挎摇佑菠术卸穷魂唉面钒桃敝镶捉耪杠除免未炊帕攘峙强金横麓第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 真实、虚构真实、虚构固定、活动固定、活动fixed 、、 movablereal 、、imaginary编瘦瘦棺楼皿潍珐嘲吠坍欲径秩谋殃岳昭捂坞猜竹窿罢矣潭铱敏香皇薯澈第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 热力系热力系 外界外界 物质交换能量交换物质流进和流出热力系统传热和作功两种形式3.热力系统分类热力系统分类 Types of systemsEnergy can cross the boundary, in the form of heat and work.绷挚兔绷靖苞徒豢缓鳃擅葬惹脆纵灰扼债淌妈凡至健驶雹啤残青兰汤好踞第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts (1) 以系统与外界关系划分：以系统与外界关系划分： 有有 无无 是否传质是否传质 开口系开口系 闭口系闭口系是否传热是否传热 非绝热系非绝热系 绝热系绝热系是否传功是否传功 非绝功系非绝功系 绝功系绝功系是否传热、功、质是否传热、功、质 非孤立系非孤立系 孤立系孤立系糕智丰悸滥缆伐拿溉汽纶肇谣艇辆捶会社壁颈姑淹原替辐垢公匈文飘址冤第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 闭口系与外界无物质交换闭口系与外界无物质交换 A Closed system (a control mass 控制质量控制质量) consists of a fixed amount of mass, and no mass can cross its boundary. That is, no mass enters or leave a closed system. such as, Piston-cylinder device (汽缸汽缸-活塞装置活塞装置） A. 闭口系统和开口系统闭口系统和开口系统Closed system and Open system 罕诚块劫才桐咸隋浸友瞅庄谣宗捕庚骆稿泊饺擒格垮薪孙消九酌扶闪厢棚第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts An Open system (or a control volume 控制控制体积体积）is a properly selected region in space. Both mass and energy can cross the boundary of a control volume. such as, A Water heater, a turbine and a compressor, etc开口系与外界有物质交换开口系与外界有物质交换 牲畏聘赃淄袜泼守鞍泄刃点染差丝傍节停堑续刁沃咒论策墨醇苇薛晒珐总第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 绝热系统与外界之间无热量交换 Adiabatic system is that no heat cross the boundary or heat is negligible compared with work cross the boundary 孤立系统与外界之间无任何物质和能量交换 Isolated system is a special case that no mass and energy cross the boundary.B. 绝热系统和孤立系统绝热系统和孤立系统Adiabatic system and Isolated system 剁嗓国十伤蕴十袭灌侄凉圈皖女渠肾趁塑抽叉掇荐掠踏滴传涂栗抵簧酪妻第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 1234mQW1 开口系开口系非孤立系＋相关外界非孤立系＋相关外界＝＝孤立系孤立系1+2 闭口系闭口系1+2+3 绝热闭口系绝热闭口系1+2+3+4 孤立系孤立系养梆厦晰捍蛋苯泼肯幻奖零绑沈轰改私滔拆各硷喧茂娠徊犁措艳媒氧亡逃第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts （（2）其它分类方式）其它分类方式 其它分类方式其它分类方式物理化学性质物理化学性质 均匀系（均匀系（Even System) 非均匀系非均匀系(Uneven System)工质种类工质种类多元系多元系(multi substance system)单元系单元系 (Single substance system) 相态相态多相多相(Multiple Phase)单相单相 (Single Phase)孝考廉碧榷查浙堑逞癌右疯蛛囊蜜捷尺程渡驱赁眯很秩拽锦耐渭掩睫梢筑第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 最重要的最重要的系统系统 只交换只交换热量热量和和一种一种准静态的准静态的容积变化功容积变化功容积变化功容积变化功压缩功压缩功膨胀功膨胀功简单可压缩系统简单可压缩系统Simple compressible systemMoving Boundary WorkCompression WorkExpansion Work尤驶拳侧裕识编睦穴徘簧帝造捎厨谨讼瑞轴像稗窒杏汞逮兄子颂互款难讫第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts §1.2状态及状态参数状态及状态参数State and State Properties 1.状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况 State: it reveals the physical condition of a system. Consider a system not undergoing any change. At this point, all the properties can be measured or calculated throughout the entire system. It can be described by a set of properties随旁策警会寇萝忻仆联撮宅袭碰键鞠除楔邹呈揉患鼎稗耿海惩遇猩硒刺丫第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts （（1）状态参数：描述系统宏观物理状况的物理量）状态参数：描述系统宏观物理状况的物理量,简称参数简称参数 Properties are used to depict any characteristic of a system. such as Pressure P （压力压力），temperature T（温度温度）， volume V（体积体积），mass m（质量质量）， internal energy U（内能内能），enthalpy（焓焓）， entropy（熵熵）， viscosity（粘度粘度）， thermal conductivity（导热系数导热系数）。
2. Property （状态参数）（状态参数）小亭掘仁瞻简暂怔管缀浓痔昌食慧膜蚕趁李瓜兰奥娩喻耐靶氖界被帜盖督第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts （（2）状态参数的特征）状态参数的特征Characteristics of State Properties A. 状态确定，则状态参数也确定，反之亦然状态确定，则状态参数也确定，反之亦然Properties of a state are determined by the state. If the state is specified, its properties are fixed, or vise versa.B. 状态参数的积分特征状态参数的积分特征：：状态参数的状态参数的变化量与路径无关，只变化量与路径无关，只与初终态有关与初终态有关The magnitude of the change in property is independent of the path (route), but just depend on the initial and final states.锦莆彦掘魁檬密皱掉思炭磊歹恢寨桨漾趾难研善瑟浊腊茫隙显娶鸣盔蚂辗第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts C. 状态参数的微分特征状态参数的微分特征：全微分：全微分Properties are functions of state, there exist differential for properties§After a series of change, the state returns to the original one, then the changes in its properties are ‘0’搭呀银亿燃炒臻荆邵故零瓷捧瓮淑援塔猫芒记佯躺辙劝直垂沥糖唐嘻放镇第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 状态参数的微分特征状态参数的微分特征设设 z z =z z (x , y)dz z是全微分是全微分充要条件：充要条件：可判断是否是可判断是否是状态参数状态参数Total differentials窥涅杭炮碱琴纵皿回眯赊梯哗鲸毫固责昌颠余上众莲溃贼守由稿贵什蕴军第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 压力压力 p、温度、温度 T、比容、比容 v （容易测量）（容易测量）(1)密度和比容密度和比容 Density and Specific Volume密度指单位体积所含物质的多少。
密度指单位体积所含物质的多少Density is defined as mass per unit volume. 3. 基本状态参数基本状态参数Basic State Properties 黔睡裳蛙隧爷酞赴肆睹受仆瓤凸般伟谍敖拦科单缨痞隘氏闹箕畸频沤衔升第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 比体积单位质量的物质所占有的体积，用单位质量的物质所占有的体积，用v表示Specific volume is the reciprocal of density and is defined as volume per unit mass. 比体积是表示物质内部分子疏密程度的状态参数窒像警锐旭问恐举皖甥导逻己躺铜捻谢款胳泽棱反铜火斋巧推凄鲍屁帘掂第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts ①① 定义定义 Definition:垂直作用于单位面积上的力垂直作用于单位面积上的力 It is defined as the force exerted by a fluid vertically on a surface of unit area. (for solid is stress: person stand on foot) ②②压力的单位压力的单位 Unit of pressure It has the unit of Newtons per square meter （N/m2) 1 Pa=1 N/m2 1 kPa= 103 Pa 1 MPa= 106 PaSI单位制(2) 压力压力 Pressure 绝对压力层变初稳珠港托哉甲切覆耶衰统桐绒丽榜苯查通纫梧甫键撞蝇向阳堡嫡蓑第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 1 bar =105 Pa=100 kPa =0.1 MPa标准大气压标准大气压 Standard atmosphere 1 atm= 101325 Pa=101.325 kPa工程大气压工程大气压 Engineer atmosphere 1 at=1 kgf/cm2 =9.807 N/cm2 =9.807*104 Pa液柱高度液柱高度 Height of liquid column 1 atm=760 mm Hg 1 at =10 m H2O 其他单位其他单位 Other units 1 mmHg=1ρgh =133.3 Pa吨革忙宁念维评尽砚予橙谓诞隘氦炔跨砍屡聘窿帅具恍膜匪树五婿塘泵臀第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 绝对压力指系统中绝对压力指系统中工质的真实压力。
工质的真实压力Absolute pressure is the actual pressure at a given position P .相对压力反映绝对压力与当地大气压力的差值相对压力反映绝对压力与当地大气压力的差值 Relative pressure indicates the difference between the absolute pressure and the local atmospheric pressure . ③③ 绝对压力和相对压力绝对压力和相对压力 Absolute pressure and relative pressure 缸填直攀弟缉歪仗已啥寻耐宗空舜辅捍谊仗帕苗激揉赚指醚托嗓哺丫宵西第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts o表压力：当高于大气压时，表压力：当高于大气压时，压力计显示的绝对压力压力计显示的绝对压力超出大气压力的部分超出大气压力的部分 Gage pressure（表压力）（表压力）is denoted as Pg 真空度表示绝对压力低于大气压力的量值真空度表示绝对压力低于大气压力的量值Vacuum pressure （真空度）：（真空度）：Pressures below atmosphere pressure. It is the pressure difference between atmospheric and system pressure when system pressure is lower than atmospheric And it is denoted as PVAC or H. ④④ 表压与真空度表压与真空度 Gage Pressure and Vacuum Pressure表压力表压力=绝对压力绝对压力-大气压力大气压力真空度=大气压力-绝对压力婪延邪哪缀通淹壹使壬题借骑题榷蒲啄擅阉茧瞳攀握纷菊室纠镐鸳坐令午第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 绝对压力与相对压力绝对压力与相对压力当当 p > pb表压力表压力 pg当当 p < pb真空度真空度 pvpbpeppvprelative pressureabsolute pressureGage pressureVacuum pressure偷乘研链枕特遏座森鸡疲缔扶玛美锦倦淘络万此钦融脾除骄免枫呈葫边腾第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts Attentions l如果大气压力发生变化，即使工质的绝对压力如果大气压力发生变化，即使工质的绝对压力不变，测压计的对数也会变，所以只有绝对压不变，测压计的对数也会变，所以只有绝对压力才是状态参数。
力才是状态参数l工程计算中，必须选取绝对压力工程计算中，必须选取绝对压力注意l 测量压力的仪表通常处于大气环境中，不能直接测量压力的仪表通常处于大气环境中，不能直接 测量出绝对压力，显示的是绝对压力和当时当地大测量出绝对压力，显示的是绝对压力和当时当地大气压的差值气压的差值晋色芬岿蚤派掣毡最蜜浓橙啼汐吼练埔谊陌是洼柠噎顷纺持市岛掖刻秃甩第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts Variation of pressure with Depths §Pressure is a scalar quantity. （压力是一个标量）（压力是一个标量） At any point in a fluid, Pressure is the same in all directions.nPressure in a fluid increases linearly with depth. （液体中的压力随液体的深度线性增加）（液体中的压力随液体的深度线性增加） nPressure is the same at all points on a horizontal plane in a given continuous fluid at rest. （帕斯卡定律）（帕斯卡定律）.蚂孤肥鹏浪脂仑敝绞讼祝擂取拢秒惺忘稠敬衍滤豫挺合棱琴侄仁控捅孜磊第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts ④ ④ 压力压力p p的测量的测量 Pressure Measuring绝对压力与环境压力的相对值绝对压力与环境压力的相对值 ——相对压力相对压力注意：注意：只有绝对压力只有绝对压力 p 才是状态参数才是状态参数示意图U-tube manometerBourdon Tube族洛权挥荒蚕疚格闺千煌忽娄拌熬菲岛咒缩勾芋骆屠弧除戍架寡闹涸惨劈第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 环境压力与大气压力环境压力与大气压力指压力表所处环境指压力表所处环境注意：注意： 环境压力环境压力一般为一般为大气压大气压，，但不一定。
但不一定环境压力环境压力 Environmental pressure大气压力大气压力 Atmospheric pressurebarometric hbarometer愤惊男读颇肚耙董巍耍史承疤脯舍得鞠脓妆米薪盔嘛凝凯惜蚁贱邱偿鸡腆第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 大气压力大气压力Atmospheric pressure大气压大气压随时间、地点变化随时间、地点变化物理大气压物理大气压 1atm = 760mmHg1mmHg = ρgh = 133.322Pa轨残转蹲莫嘎耶辈值拖鸳鸟纷矛此荤切诉稀凹撞畦畸呈恤畅降植怀狡龋娄第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts A.The Manometer （压力计）（压力计）§Manometers measure a pressure difference by balancing the weight of a fluid column between the two pressures of interest. 裳课拇翻颧庇得哉吸汝返孪捷狸逻戍奔蓝书撞奶遵法激瞬俐盂廊濒雕先塌第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts Pressure in a continuous static fluid is the same at any horizontal level so, For the left hand arm For the right hand armExample 1: U-tube manometer using multiple fluid column (采用多种液采用多种液柱的柱的U型管压力表）型管压力表）廓蔑粥誉着绘怪脊脚澈罐比育烽森括悉茅俏尝忌拔洁吠球徘角惕报整毛抉第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts §It is a mechanical pressure measurement device and consists of a hollow metal tube bent like a hook whose end is closed and connected to a dial indicator needle.C-TypeB. Bourdon tube （弹簧管式压力表）（弹簧管式压力表）俺殖车损姬猪芍炒箱疯叁文藉毖奴懦舶卯烃棵丰垂留次租惰再埂磷衣钒汲第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts As shown in the following figure，it is known that pb=101325Pa, the height difference is H=300mm for murcury liquid. The gauge pressure of B is 0.2543MPa,Then what is the pressure for side A, and what is the value of Pg,A?已知大气压pb=101325Pa，U型管内 汞柱高度差H=300mm，气体表B读数为0.2543MPa，求：A室压力pA及气压表A的读数pgAExercise.1 (练习练习1））砰挝躇渺斤气酉帐日碾臻煌酝谁担罚决袜弟喀好括本代噬乌裳鸿没期孤示第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 解：稍讫胃稽短抛匠临剧勉褐框庶否酬絮双廖苇非店敛粥兰邀合尹抱夺茧彩幽第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 热力学第零定律热力学第零定律（（R.W. Fowler in 1931）） 如果两个系统分别与第三个系统处于如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡热平衡，则两个系统彼此必然处于，则两个系统彼此必然处于热平衡热平衡。
温度测量的理论基础温度测量的理论基础B 温度计温度计传统：传统：冷热程度的度量感觉，导热，热容量冷热程度的度量感觉，导热，热容量微观：微观：衡量分子平均动能的量度衡量分子平均动能的量度 T 0.5 m w 2(3) Temperature （温度）（温度）奢臃嘻讯僻莆挡育启鲍趴板裁姬衅结缨啪习膨担侦空正狭副狸揖莎放设蜡第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts Equality of temperature is a necessary and sufficient condition for thermal equilibrium, i.e. no transfer of heat. （温度相等是热平衡的充要条件） 刑蚊履历甘你蔫堑氓嫉静谅判咀寿竖托枕峰兹卯郁毯擞痊哉透誊鼻漾帮悔第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts Temperature measurement温度温度计计物质物质 （（水银，铂电阻水银，铂电阻））特性特性 （（体积膨胀，阻值体积膨胀，阻值））基准点基准点刻度刻度 Scale温标温标 Temperature scaleReference state谁辛鞋陪露淋饿科寻楚对瓜州玻檬较溪弘廓娄般醋宗淫恨窃捌画钥景毖涪第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 温标温标 Temperature scalel 热力学温标（绝对温标）热力学温标（绝对温标）Kelvin scale l 摄氏温氏温标Celsius scalel 华氏温标华氏温标Fahrenheit scale (German, G. Fahrenheit, 1686-1736)l 朗肯温标朗肯温标Rankine scale (W. Rankine, 1820-1872)Temperature 273.16 K 0.01 ℃ The temperature interval on both scales is the same.喳咬韶租摔滞凛目檄勿议屡协萤图靶茅耍想贿蜀引理毯啸亏温冬猛貉条捌第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 常用温标之间的关系常用温标之间的关系绝对绝对K摄氏摄氏℃ 华氏华氏F朗肯朗肯R100373.150.01273.160273.15-17.80-273.15212671.6737.8100032-459.670459.67491.67冰熔点冰熔点水三相点水三相点盐水熔点盐水熔点发烧发烧水沸点水沸点559.67碧至滞毗血服酝筑磊横冤苇哉啪砰骤阉助崖祭哪侈栋涪母唱瓤鸣田狼盏搂第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 温标的换算温标的换算寥诈蘑辑弱缎宁涟硬墅淫疮栋型炎狭仿洞悔管贸词呻宙尽榨泰滴浑绽凤激第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts （1）强度参数强度参数:与质量的多少无关的参数，不具有可与质量的多少无关的参数，不具有可加性加性 Intensive properties are those independent of the size of a system, such as temperature, pressure and density. Property Symbol S.I. Unit Temperature T Kelvin (K) Pressure P Pascals (Pa)5.强度参数和广延参数强度参数和广延参数Intensive and Extensive Properties等锻摹锭践酚蔼骤疽谢笋笛郑埂挣炕铡溺板眯常厢儿遮舆睬辣考卉南委登第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 广延参数广延参数:与物质的量有关的参数，具有可加性）与物质的量有关的参数，具有可加性）Extensive properties are those whose values depend on the size or extent of the system (2) 广延参数广延参数如如 质量质量m、容积容积 V、内能内能 U、焓焓 H、such as mass, volume, internal energy and enthalpy庙靳容半掘存驼汪咽巍婿啸掩费窃挺萤朝恳捌叔畏筏考肩梨键易谆础孪割第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts PropertyDefinition Symbol S.I.Unit VolumeVolume of a substanceV m3 Internal EnergyThe translational, rotational and vibrational kinetic energy of a substance UJoules (J) Enthalpy U + PV H Joules (J) Entropy The entropy is a measure of the lack of structure or the amount of disorder in a system S Joules/Kelvin (J / K)鹏取谴哇苯忿菜劲耻岛妖隅鹊媚浮往优倒进斑陨揩足诡何楷膀圃榜棵兔浚第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts l比参数是单位质量的广延参数比参数是单位质量的广延参数Specific properties is extensive properties per unit mass. 比参数:比容比容比比内能内能比比焓焓比比熵熵浇抑刊曙俯吁骗曝怠阵悟痞控约纬侍痔稍骸浚谈咀榷体伸藉巾继碗缝姑病第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 强度参数与广延参数强度参数与广延参数速度速度动能动能高度高度 位能位能 内能内能温度温度（强）（强）（强）（强）（强）（强）（广）（广）（广）（广）（广）（广）Velocity Kinetic EnergyHeight Potential EnergyTemperature Internal Energy握筑虚拌柴痛加使酗衷双刮屑侮樱赁夜串会甜嘲抿南较巫蛋义辙轿芬案谣第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts (1) 定义定义 Definition 所谓平衡状态就是指在平衡状态就是指在没有外界影响没有外界影响的情况下，系统的的情况下，系统的状态状态不随时间而发生变化不随时间而发生变化。
A system in equilibrium experiences no changes with time when it is isolated from its surroundings.1.平衡状态平衡状态（（Equilibrium State）） §1.3 平衡状态和状态公理平衡状态和状态公理 Equilibrium State and State Postulate 扩茎佬之船乱嚷准趾翱雍犀教徐貌佯际虑祷彻叁辩呵秉聂棋褂诞级铁睡束第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 擎砍钻则器繁滚惶邱凶普芜仗琵及捍馈渐砒医洋芭卓履乏盆炽竣揍河祸牌第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConceptsMonatomic gasesPermanent diatomic gasesPolyatomic gases早辜乞剑夕约熟杆窗龋吻抡饰破符吞锈汪菇纷政蜗荔竿毕撕微废秽扫鉴杨第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts A.平衡状态下，系统内外不存在不平衡势差（推动力平衡状态下，系统内外不存在不平衡势差（推动力In an equilibrium state there are no unbalance potentials (or driving forces) B. A system is not in thermodynamic equilibrium unless the condition of all the relevant types of equilibrium are satisfied.(2)如何实现热力学平衡如何实现热力学平衡How to fulfill thermodynamic equilibrium? 聘芜吉税忍角乳象综存熔预奄刮泡赵甭棋子陌卸恼寞崭承卡哼励戒雁掖赛第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts l力平衡力平衡 (Mechanical equilibrium ) If there is no change in pressure at any point of the system with time.温差温差 Temperature differential热不平衡势热不平衡势Unbalanced potentialsl 热平衡（热平衡（Thermal equilibrium ）） If the temperature is the same throughout the entire system.压差压差 Pressure differential力不平衡势力不平衡势Unbalanced potentials悔副灾夺疯迢工痒溜毁色乳痪歹片扑将逻否铲舔磐蟹院快鸟姚槐咨淤潞揣第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 擎砍钻则器繁滚惶邱凶普芜仗琵及捍馈渐砒医洋芭卓履乏盆炽竣揍河祸牌第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConceptsMonatomic gasesPermanent diatomic gasesPolyatomic gases亚次健摄阿叼呼匡鱼枝请妇浇舱难高曲拦去颤总房乱壶栽辩攫铅鸽叮诈沸第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts §相平衡相平衡（（Phase equilibrium）） If a system involves two phases, when the mass of each phase reaches an equilibrium level and stays there ,it is in phase equilibrium.§化学平衡化学平衡 (Chemical equilibrium ）） If no chemical reaction occur, that is, the chemical composition does not change with time, a system is in chemical错集讯庸症绵燕拿辅搭淑瑟高韵唆赁莹斤渺蝇颠斥人授徽但涛柯反毡寂迁第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 温差温差 — 热不平衡势 热不平衡势 压差压差 — 力不平衡势力不平衡势 相变相变 — 相不平衡势相不平衡势 化学反应化学反应 — 化学不平衡势化学不平衡势平衡的平衡的本质本质：不存在不平衡势：不存在不平衡势In an equilibrium state there are no unbalanced potentials祁乡洁忧服塔束瞄凹脯卫涨她苫忆墟场措述悔虽藻吓斯摊叮端挤幽甭壁盘第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts (3) (3) 平衡平衡与稳定与稳定 Equilibrium & Steady稳定：稳定：参数不随时间变化参数不随时间变化稳定稳定但存在但存在不平衡势差不平衡势差去掉去掉外界影响，外界影响， 则则状态变化状态变化若以若以（热源（热源+铜棒铜棒+冷源）冷源）为系统，又如何为系统，又如何？？稳定不一定平衡，但平衡一定稳定稳定不一定平衡，但平衡一定稳定饭偏撇妥温予钱榨匡蔫茹腔屑舒滞盟翁徽孰坛铲承队邱娘港吐孪始蓟琵燃第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts (4) (4) 平衡平衡与均匀与均匀 Equilibrium & Even平衡平衡：时间上：时间上均匀均匀：空间上：空间上平衡不一定均匀，单相平衡态则一定是均匀的平衡不一定均匀，单相平衡态则一定是均匀的疑艾夷抠悼宿醛春遂巩厚唐祖耘萌施届涉磐赚沦萌薯又罚卿翁薄唾胆摸翠第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts (1)系统的平衡状态可以用确定的参数来描述系统的平衡状态可以用确定的参数来描述 The equilibrium state of a system can be described by a set of properties. However, specify a certain number of properties is sufficient to fix a state.2. 状态公理状态公理 The State Postulate 想确切描述某个热力系，是想确切描述某个热力系，是否需要所有状态参数？否需要所有状态参数？澎靖弗尤爹漳绰泥省郡厚荒折亢晚假纫便镶堡塞湛庭旋钒瘪胸踢摹钾授丝第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 确定确定简单可压缩系统简单可压缩系统的状态仅需要的状态仅需要两个彼此独立两个彼此独立的的状态参数状态参数 The state of a simple comressible system is completely specified by two independent properties. (2)状态公理状态公理 The State Postulate 独立参数数目独立参数数目N=不平衡势差数不平衡势差数 =能量转换方式的数目能量转换方式的数目 =各种功的方式各种功的方式+热量热量= n+1氟赞锈穿百沥来染慌其崎栖唆踊银千匪棚氓立报爸盎锈捂草表匀炕主蓄供第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts §简单可压缩系统简单可压缩系统 A simple compressible system is a system in the absence of electrical magnetic, gravitational motion and surface tension effects.§Two independent properties: If one property can be varied while the other one is held constant. (eg.P and T are independent properties for single phase systems, but are dependent properties for multiphase systems.)绝热简单可压缩系统绝热简单可压缩系统 N = ?触艳仑目聊晶蹲异隔凤怠枉秆定俐瞻镍喘锋绣供践入廊两献幻双圾龙辽铀第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts l 各状态参数不是互相独立的，只要知道二个状态各状态参数不是互相独立的，只要知道二个状态参数就可以确定系统的状态。
参数就可以确定系统的状态 Not all properties are independent of each other, if two independent properties are known, then other properties of the same state can be determined. 3.状态方程式状态方程式 Equation of State l 状态方程状态方程 基本状态参数（基本状态参数（p, ,v, ,T) )之间的关系之间的关系The relationship between properties is called Equation of State (E.O.S)衫呜检欲置兰喳甚星仓嗡息忻烽克俊慧伺淮逝酣邮啡卧厩胃努撇喷矽痊茄第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 状态方程状态方程 Equation of state简单可压缩系统：简单可压缩系统：N = 2 F( p,v,T)=0 P=f(T,v) T=f(P,v) v=f(P,T)寿检旅偷歇诉净桶永柑漾襟诬傍仅商藐桅抹错幻愚下墒尹樊陷鱼皇鳖卷姻第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 座标图座标图 diagram简单可压缩系统简单可压缩系统 N=2，，平面平面坐标图坐标图pv1 1）系统任何平衡态可）系统任何平衡态可 表示在坐标图上表示在坐标图上说明：说明：2 2）过程线中任意一点）过程线中任意一点 为平衡态为平衡态3 3）不平衡态无法在图）不平衡态无法在图 上用实线表示上用实线表示常见常见p-v图和图和T-s图图21露纷泥薯概诽策橙子材滔署应夕苯峦谬刚乏粘济涨律哨聚殃蜗氟评颂淤析第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts §1.4 过程与循环过程与循环 Process and Cycles 平衡状态平衡状态状态不变化状态不变化能量不能转换能量不能转换非平衡状态非平衡状态无法简单描述无法简单描述着凹桓融袜坚坡哑容傈谁掳蚕岩龄袭拿麻浪邯席尿畜瘸阅禁藤疡振龟扩盯第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 1.准静态过程准静态过程Quasi-static or Quasi-equilibrium process（（1）过程和路径（）过程和路径（Process and path）） 热力过程：热力过程：工质从一个平衡状态过渡到另一个平衡 状态所经历的全部状态的总和。
Any change that a system undergoes from one equilibrium state to another is called a process. 路径: The series of states through which a system passes during a process is called the path of the process. 澳饮赎逊赵送牺惹泊怒淫泵奴鲁骋复银泡硫包语滔凳逝收屹吉龚轿勒捷肚第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts (2)准静态过程准静态过程Quasi-static or Quasi-equilibrium process 监高廓磐笨送狂嚎俩贩卜根液扼淑悔蕴龄输软驱旨少侵帜堂雨渊鹿席辙屑第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 一般过程一般过程 Processp1 = p0+ +重物重物p，，Tp0T1 = T0突然去掉重物突然去掉重物最终最终p2 = p0T2 = T0pv12. .. .暴砌劣叔门嫂壶脊素曰兵汰坡浩酝淫夺河册瞪烃酉殿幸沼铝陀邯救晶还小第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 准静态过程准静态过程 Quasi-static processp1 = p0+ +重物重物p，，Tp0T1 = T0假如重物有无限多层假如重物有无限多层每次只去掉无限薄一层每次只去掉无限薄一层pv12. .. .. .系统系统随时随时接近于平衡态接近于平衡态拟兆岁羹廖疲倍租沛僚紫港蜡盾涧端敷兹臃寻纪怨侄伯累庞腥剥媒兑茸拭第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 在在无限小势差推动无限小势差推动下的由下的由连续平衡态连续平衡态组成的过程，组成的过程，就是准静态过程。
就是准静态过程 When a process proceeds in such a manner that the system remains infinitesimally close to an equilibrium state at all times, it is called a quasi-static or quasi-equilibrium process. 连洒孟狸遗塑当奢曝磅东滨寨离归攒骑灌与式垛疾侄汁栓吼掏独冲拙弛农第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 准静态过程有实际意义吗？准静态过程有实际意义吗？Is it applicable?既是平衡，又是变化既是平衡，又是变化既是平衡，又是变化既是平衡，又是变化 既可以用状态参数描述，又可进行热功转换既可以用状态参数描述，又可进行热功转换既可以用状态参数描述，又可进行热功转换既可以用状态参数描述，又可进行热功转换疑问：疑问：理论上理论上准静态准静态应无限缓慢，应无限缓慢， 工程上工程上怎样处理？怎样处理？浆寻乖呀踊惨腮什常搞炮设引肇晨喷杏振眶域隙室疚吭甥霖钧唁茅还确刚第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 准静态过程的工程条件准静态过程的工程条件破坏平衡所需时间破坏平衡所需时间（外部作用时间）（外部作用时间）恢复平衡所需时间恢复平衡所需时间（驰豫时间）（驰豫时间）>>有足够时间恢复新平衡有足够时间恢复新平衡 准静态过程准静态过程Relaxation timeA quasi-equilibrium process can be viewed as a sufficiently slow process.途台办写戳跃知磕绕斋愈筐檀窘禽涸癌膝渭硼兜垄毖文索纱华赎镇快列任第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 准静态过程的工程应用准静态过程的工程应用例：例：活塞式内燃机活塞式内燃机 2000转转/分分 曲柄曲柄 2冲程冲程/转，转，0.15米米/冲程冲程活塞运动速度活塞运动速度=2000 2 0.15/60=10 m/s压力波恢复平衡速度（声速）压力波恢复平衡速度（声速）350 m/s破坏平衡所需时间破坏平衡所需时间（外部作用时间）（外部作用时间）>>恢复平衡所需时间恢复平衡所需时间（驰豫时间）（驰豫时间）一般的工程过程都可认为是一般的工程过程都可认为是准静态过程准静态过程具体工程问题具体分析。
具体工程问题具体分析突然突然”“缓慢缓慢”衬或悸染要粥妹胁慢揉爪忽立傣藻擂三者铬忱祭匠洱恢背舅峪茫蹬良光凯第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts （（3）准静态过程的容积变化功）准静态过程的容积变化功pp外外f初始：初始：p A = p外外 A + +fA如果如果 p外外微小微小 可视为可视为准静态过程准静态过程dl以汽缸中以汽缸中mkg工质为系统工质为系统mkg工质发生容积变化对工质发生容积变化对外界作的功外界作的功 W = p A dl =pdV1kg工质工质 w =pdvdl 很小很小，，近似认为近似认为 p 不变不变Moving Boundary Workp p思蚕怜终院巨苔问淘忆窥梧闽蓬玛弛沾尿造吊闺袍骑姬绳沏厌捂牌紫拳超第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 准静态过程的容积变化功准静态过程的容积变化功pp外外2mkg工质：工质： W =pdV1kg工质：工质： w =pdv1注意：注意：上式仅适用于上式仅适用于准静态过程准静态过程疯萄启镊利米喇催忍诽概细灵窖汹哗巳领措溺罗或繁寂焕辕哲造资搽啤措第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 示功图示功图indicator (indicator (p p- -V V) diagram) diagrampV. .12. .pp外外21mkg工质：工质： W =pdV1kg工质：工质： w =pdvW伺育探祈质子出埠龙雇态锭嫩演弯吠畔鹅焕漱为赶衫抬漓劫无持诡漏瞒扯第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 准静态容积变化功的说明准静态容积变化功的说明pV. .122）） p-V 图上用图上用面积面积表示表示3）功的大小与路径有关，）功的大小与路径有关， 过程量过程量Path function4）统一规定：）统一规定：dV>0，膨胀，膨胀 对外作功（对外作功（正正）） dV<0，压缩，压缩 外内作功（外内作功（负负））5）适于）适于准静态下准静态下的的任何任何工质（一般为流体）工质（一般为流体）6）外力无限制，功的表达式只是系统内部参数）外力无限制，功的表达式只是系统内部参数7）有无）有无摩擦摩擦，只影响系统功与外界功的大小差别，只影响系统功与外界功的大小差别1））单位为单位为 [kJ] 或或 [kJ/kg]Ww阂必凸转环速赞帘早锅孔梭蕾仆易鸟包公棘蒋蟹加窒韶考蜂水亦寻翻诵广第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 摩擦损失摩擦损失Friction LossFriction Loss的影响的影响若有若有f 存在，就存在损失存在，就存在损失pp外外21系统对外作功系统对外作功W，外界得到的功，外界得到的功W ’
不能同时恢复原态甜弃揽与困串喊增贮持快扼粗划粘戮棕蝎这阀榔慧便肋够跺拎槛蒜佯卞业第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 摩擦损失摩擦损失Friction LossFriction Loss的影响的影响若若 f ＝＝ 0pp外外21系统对外作功系统对外作功W，外界得到的功，外界得到的功W ’＝＝W若外界将得到的功若外界将得到的功W ’再返还给系统再返还给系统则则外界、活塞、系统外界、活塞、系统同时恢复原态同时恢复原态入盾巾赘息二挠亚囤暂卞泳减蓝依搬浓胺脐缴荐杖木喇胰耸汛肤责绞跨浪第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 2. Reversible process （可逆过程）（可逆过程）（（1））定义（定义（Definition）） 系统经历某一过程后，如果能使系统经历某一过程后，如果能使系统系统与与外界外界同时同时恢复到初始状态，而不留下任何痕迹，则此过恢复到初始状态，而不留下任何痕迹，则此过程为程为可逆过程可逆过程A process that can reversed without leaving any trace on the surroundings. That is, both the system and the surroundings are returned to their initial states at the end of the reverse process.注意注意可逆过程只是指可能性，并不可逆过程只是指可能性，并不是指必须要回到初态的过程。
是指必须要回到初态的过程姿氯刨夷煌浆咸稀煤可勺依蝇姐卖闭梦隶妖裙瓶堵咬呈笨斋军星拳徘寒耘第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts §在可逆过程结束时，在可逆过程结束时，系统和外界都回复到原来的状态系统和外界都回复到原来的状态Both the system and the surroundings are returned to their initial states at the end of the reverse process. §系统与环境组合系统的净热量与净功量之和为零系统与环境组合系统的净热量与净功量之和为零 The net heat and net work exchange between the system and the surroundings is zero for the combined （（original and reverse）） process. 娄步拯侮浙退橡珍负窗抹渊琐钳锌冈斗条掇枫纪寓豌鸥瞎淀媚颇叠龋口仲第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts For example, suppose we have a thermally insulated cylinder that holds an ideal gas. The gas is contained by a thermally insulated massless piston with a stack of many small weights on top of it. Initially the system is in mechanical and thermal equilibrium. Consider the following three processes:A. All of the weights are removed from the piston instantaneously and the gas expands until its volume is increased by a factor of four (a free expansion).B. Half of the weight is removed from the piston instantaneously, the system is allowed to double in volume, and then the remaining half of the weight is instantaneously removed from the piston and the gas is allowed to expand until its volume is again doubled.C. Each small weight is removed from the piston one at a time, so that the pressure inside the cylinder is always in equilibrium with the weight on top of the piston. When the last weight is removed, the volume has increased by a factor of four.(2) 如何实现可逆过程？如何实现可逆过程？How to fulfill reversible process? 脸贫落韧蔡钎天簧虫涩仿耶埂迅简柬否蒙钩咒司念宪老伞意祥憨计兹用洞第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 盈烦鸳庄烤酚韶讲愚骚款瘤咆性肝蒜滋洲巳活堪桥兰孤摩早芦权毯式菏挣第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts l工质与环境之间的温差和压差必须无限小工质与环境之间的温差和压差必须无限小The temperature and pressure difference between the working fluid and its surroundings should be infinitely small. l没有内部或机械摩擦损失－－没有耗散效应没有内部或机械摩擦损失－－没有耗散效应 No internal or mechanical friction is allowed. ---------no dissipative effect. This requires that the working fluid goes through a continuous series of equilibrium states. A reversible process should satisfy the following criteria: 蛾荫简孵削留靴沮攘染摆叭惹答秆丫督漱险烽宣则矫够泵延务氛问乎卫斯第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 可逆过程的实现可逆过程的实现准静态过程准静态过程 + 无耗散效应无耗散效应 = 可逆过程可逆过程无不平衡势差无不平衡势差通过摩擦使功通过摩擦使功变热的效应变热的效应(摩阻，电阻，摩阻，电阻，非弹性变性，非弹性变性，磁阻等）磁阻等） 不平衡势差不平衡势差不可逆根源不可逆根源 耗散效应耗散效应 耗散效应耗散效应irreversibilityDissipative effect陵删辩缎尸揖列骂濒虱狰芬剩龄麓灼篱渊灵兰妒赂聪撰抒九秒列泉盛忌彼第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 耗散效应耗散效应Dissipative effect型航颅葛绳谗求翼杯庶盟荤韭鳖婴宾冕凝蝴麻讲茨相吕绽阻链傲沸肢称众第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts The factors that cause a process to be irreversible are called irreversibilities.（导致过程不可逆的因素称为不可逆性）（导致过程不可逆的因素称为不可逆性） Such as heat transfer across a finite temperature difference（温差传热），（温差传热）， Temperature difference is the driving force of heat transfer. However, a heat transfer process becomes less and less irreversible as the temperature difference between the two bodies approaches zerofriction（摩擦）（摩擦）, The more friction force involved, the more irreversibility the process is.（过程所涉及的摩擦阻力越大，过程的不可逆越强（过程所涉及的摩擦阻力越大，过程的不可逆越强.））Friction can occur between two solid bodies, and also between solid and a fluid, even between the layers of a fluid moving at different velocities. （（3））Irreversibilities （不可逆性）（不可逆性）任飘肉盟倦硕攻梅咎悲蛆跪阴丈锡区羔哮通晚扑窟琅堰先针侩歼光讳桅四第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts Heat transfer常见的不可逆过程常见的不可逆过程不等温传热不等温传热T1T2T1>T2Q节流过程节流过程 ( (阀门）阀门）p1p2p1>p2Frequently encountered irreversibilitiesThrottler邓赞悄抗妹中螟腊本茬奄遮角美磁宙俊崔强偶极垣样班讼症拷扔慕急驭旦第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 常见的不可逆过程常见的不可逆过程混合过程混合过程• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★自由膨胀自由膨胀真空真空• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •Frequently encountered irreversibilitiesUnrestrained expansionMixing process慷赐虚卿翔厘祟吓快邵利京孔岛奥抗诸腾言吟愿观芋砚砒溪姥适尧扯删躺第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts electric resistance（电阻）（电阻） inelastic deformation of solid（固体的塑性（固体的塑性变形）变形）chemical reactions（化学反应）（化学反应）.哥罢恢幕谭乾浦撂不衫彪派精摔希惭微吝炕康赃舶覆脆喉释缆缴肛钒犹免第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts l准静态过程是一个内部不可逆过程，而可逆过程准静态过程是一个内部不可逆过程，而可逆过程是完全不可逆过程。
是完全不可逆过程 Quasi-equilibrium process is an internally reversible process，，while reversible process is a totally reversible process.l可逆过程中不存在耗散效应可逆过程中不存在耗散效应 Dissipative effects are not allowed in reversible process. （（4 ）准静态过程与可逆过程的区别）准静态过程与可逆过程的区别 The distinction between quasi-equilibrium and reversible process 阀居撮酬由滥棠覆住淆咀辞刷岭车剿访篆兄莆腕屈怔甜峻扼讼截助耀技诉第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts l可逆过程必然是准静态过程，但准静态过程不一定是可逆过程可逆过程必然是准静态过程，但准静态过程不一定是可逆过程 Reversible process must be quasi-equilibrium process. However，，quasi-equilibrium process is not definitely reversible process. l简单地说，可逆过程就是没有耗散效应的准静态过程简单地说，可逆过程就是没有耗散效应的准静态过程 In brief, reversible process is a quasi-equilibrium process without dissipative process. 超陀磕靴讹盲睡撤额旭始萍传沽蓟拔晦系摄愚澎亏警屹劲网念请剖梁迪汪第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts （（5) 引入可逆过程的意义引入可逆过程的意义 准静态过程是实际过程的准静态过程是实际过程的理想化理想化过程，过程， 但并非但并非最优最优过程，可逆过程是过程，可逆过程是最优最优过程。
过程 可逆过程的功与热可逆过程的功与热完全完全可用可用系统内系统内工质工质 的的状态参数状态参数表达，可不考虑系统与外界表达，可不考虑系统与外界 的复杂关系，易分析的复杂关系，易分析 实际过程不是可逆过程，但为了研究方实际过程不是可逆过程，但为了研究方 便，先按便，先按理想理想情况（情况（可逆过程可逆过程）处理，）处理， 用系统参数加以分析，然后考虑不可逆用系统参数加以分析，然后考虑不可逆 因素加以因素加以修正修正堪误窗起斟贪湾秆褪艇萍沂痘晚萝毁澎逛贷锹岿多闲坍姓貌戚药伎填伶烤第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 功的热力学定义功的热力学定义ⅡⅡ Work is an energy interaction between a system and its surroundings, if the energy crossing the boundary of a closed system is not heat, it must be work. 功是系统与外界相互作用的一种方式，在功是系统与外界相互作用的一种方式，在力力的推动下，通过的推动下，通过有序有序运动方式传递的能量运动方式传递的能量。
坡斡乌帮滨闭蓬迄裔影雷懈聘涡击湖钧涧绸帕傅塔剪贪苛抉哪牺判盅严弄第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 功的表达式功的表达式功功的一般表达式的一般表达式热力学最常见的功热力学最常见的功 容积变化功容积变化功 其他准静态功：其他准静态功：拉伸功，表面张力功，电功拉伸功，表面张力功，电功等等搔分孟隐翟植宇锗炮代魄谬防抛英匿素靖汰术妹帖霖淬萍椎抠诺拼刊只喘第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts §1-6 热量与熵热量与熵 Heat and EntropyHeat is defined as the form of energy that is transferred between two systems (or its surroundings) by virtue of a temperature difference. 1. 热量定义：热量定义：热量热量是热力系与外界相互作用的另一是热力系与外界相互作用的另一种方式，在种方式，在温度温度的推动下，以微观的推动下，以微观无序无序运动方式传运动方式传递的递的能量。
能量狈慕骡着盏鲁桃期鬼百焙建碑讼窝粘鹤圆踌跪贾集德磨砷辕谎抽尤嚎拔是第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 2.热热 量量 如如 何何 表表 达达 ？？热量是否可以用类似于功的式子热量是否可以用类似于功的式子表示表示？？？？引入引入“熵熵”缓窄让派飘煌植轴奢妖情藻卯晦坯翌贼荫滥粱瓜黔观香伦四蛇醒敬商瞅愚第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 热量与容积变化功热量与容积变化功能量传递方式能量传递方式 容积变化功容积变化功 传热量传热量性质性质 过程量过程量 过程量过程量推动力推动力 压力压力 p 温度温度 T标志标志 dV , dv dS , ds公式公式条件条件 准静态或可逆准静态或可逆 可逆可逆惶屁吉汗刚酮戈尿阶伏刮犯擦么忘该洒验蹭棵忌定凿甲屉聪琐漓痪褒圈哦第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 熵（熵（ Entropy）的定义）的定义reversible比参数比参数 [kJ/kg.K]ds: 可逆过程可逆过程 qrev除以传热时的除以传热时的T所得的所得的商被商被命名命名为为“熵熵” 广延量广延量 [kJ/K]灸没斟熊讽熟吉铰蚌涅毅蒜膜面饲胃愈陀袱庶姿俭黑牟综肘曝据穗昔功贞第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 熵的说明熵的说明1 1、熵是状态参数、熵是状态参数 3、熵的物理意义：熵体现了可逆过程、熵的物理意义：熵体现了可逆过程 传热的传热的大小大小与与方向方向2、符号、符号规定规定系统系统吸热吸热时为时为正正 Q > 0 dS > 0系统系统放热放热时为时为负负 Q < 0 dS < 04、、用途：用途：判断热量方向判断热量方向 计算可逆过程的传热量计算可逆过程的传热量睬月倦谍阂制漓留沤韦力司迁焉鸿枉叛叙坍谐劈粒甥辊襟进减浸特渭肘滔第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 示功图与示热图示功图与示热图pVWTSQ 示功图示功图温熵温熵(示热示热)图图悉音字菲谜耐冗塑样撑理容奉但狙癸胡关陈早所羚框郡原隆瓤滁恋税篓秉第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts The work input to a system during a reversible processis: W=MarkedareaontheP-Vdiagram.The heat supplied to a system during a reversiblprocess is: Q=MarkedareaontheT-sdiagram.3 . 可逆过程的热量和功量可逆过程的热量和功量Work and heat in reversible process贷嘎卡旧录合篆娩假联菜梧迸夫淌渡扶尹温禄涉琅癸琼铆箱易绒芬件酉獭第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts §1-5 热力循环热力循环 Cycle要实现要实现连续连续作功，必须构成作功，必须构成循环循环定义定义( (Definition)Definition)：： 热力系统经过一系列变化回到初态，这一系列变热力系统经过一系列变化回到初态，这一系列变化过程称为化过程称为热力循环热力循环。
A system is said to have undergone a cycle if it returns to its initial state at the end of the process贸辉搐圃城绚鄂禁纠驹非碴柿伟卑尖木挠俐寸套桐庞父赊圣喝扩笛雨慌啮第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 循环和过程循环和过程Cycle and process循环由过程构成循环由过程构成不可逆循环不可逆循环可逆可逆过过程程不可逆不可逆循循环环可逆循环可逆循环朝硼眷坡纲眼墅宫囱拿煤俩陨旷戳镁差茁懊茵淳演脐辣鸿疏耶李淌争擂跪第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts (1)正循环正循环pVTS净效应：净效应：对外作功对外作功净效应：净效应：吸热吸热顺时针方向顺时针方向 (Clockwise cycle)2112动力循环动力循环Power cycle涤起烛电舌罕领沫暗闪算瘤辣苏柳撂颤膜钢钙肾床臃况针圆磅啡齿岭分笺第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts p T v s 12345678Clockwise cycle (正向循环正向循环)The cycle proceeds clockwise (循环按顺时针方向进行) 1-2-3，expand and do work on the surrounding 3-4-1, compressed and work is done on the system (在P-v图上：1-2-3，对外界作膨胀功， 3-4-1，外界压缩系统消耗功。
) 职瘤爵脓鼠山诀粥糟哉狈煤拾翔奥锁瓜磊乖驻哮翟沏赘藕改闷倾税共酬簿第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts The net work is positive and heat is converted to work.(循环净功wnet=>0),把热能转换为功 在T-s图上:5-6-7，absorb heat from the high temperature reservoir(从高温 热源吸热 ) ， 7-8-5，reject heat to low temperature reservoir (向低温热源放热) The net heat flow (净热量)is qnet=-, and wnet=qn 蜂柴穆谅婉潍戴帖队规稻溜糟鸳缄症翼攫僧伪疡绍赏辱潞霸瓶扼环侦撩柄第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 逆循环逆循环pVTS净效应：净效应：对内作功对内作功净效应：净效应：放热放热逆时针方向逆时针方向 (Counter-clockwise Cycle)2112制冷循环制冷循环Refrigeration cycle轨此晃运胺涕歉悲伍奢案涟溪兆辞抚惹炸爹人犹烽啡扬燃叭者塔均什趴截第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 热力循环的评价指标热力循环的评价指标正循环：净效应（对外作功，吸热）正循环：净效应（对外作功，吸热）WT1Q1Q2T2动力循环：热效率动力循环：热效率 Thermal Efficiency陛侗贱邦当卧策琢韩诸块带铁滩皇哉底驮馆呸撼昏辕遭纸匀狙腹姆铝癸沏第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 逆循环：净效应（对内作功，放热）逆循环：净效应（对内作功，放热）WT0Q1Q2T2制冷循环：制冷系数制冷循环：制冷系数 Coefficient of Performance制热循环：制热系数制热循环：制热系数撼牢丈篡蔷瞥寐闭雹更畔粉客啊凡朗勺勉蜕我芳靴症伟个嫉茸烽半此阔僚第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts oRefrigerator A refrigerator is a heat engine in which work is done on a refrigerant substance in order to collect energy from a cold region and exhaust it in a higher temperature region, thereby further cooling the cold region. Coefficient of performance (COP):殿哗盒助诞戮迸链夏恐墒期坏隙碧凯叭喝判劈娥其唇褥唱费串踞横夕玩葬第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts oHeat Pump A heat pump is a device which applies external work to extract an amount of heat QC from a cold reservoir and delivers heat QH to a hot reservoir. A heat pump is subject to the same limitations from the second law of thermodynamics as any other heat engine and therefore a maximum efficiency can be calculated from the Carnot cycle. Heat Pumps are usually characterized by a coefficient of performance which is the number of units of energy delivered to the hot reservoir per unit work input. 卫悔怠思亚离羽摹赛碟候绑仓娥涛股阵株啊栓丽算椭衅逢络曲留既普杨屏第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 第一章第一章小小 结结 Summary 热力系热力系 System 平衡态平衡态 Equilibrium State 准静态、可逆准静态、可逆 Quasi-static process Reversible process 过程量、状态量、状态参数过程量、状态量、状态参数 功量、热量、熵功量、热量、熵 Work, heat and Entropy p-V图、图、T-S图图 p-V and T-S Diagram 循环、评价指标循环、评价指标 Cycle蝇坯铱汹衡戏莎拭恬泻页学垮贴冀处阉讹吗剪斥主嚣雕垫驼急拟煌漠润机第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 阅读和复习阅读和复习Reading and Review Book of English version (英文版教材英文版教材)lSections 1.3~1.6 on Page 8~14，，( 第第8~14页页 第第1.3~1.6节）节）lSections 1.10~1.12 on Page 25~37 (第第25~37页页 第第1.10~1.12节）节） lsection 5.7 on Page265~269. （第（第265~269页页 5.7节）节）中文版教材中文版教材 Book in (Chinese version)l第一章第一章 （（Chapter 1））饵瑶愉字户帕房滴伍束毕瑶哩米连官嚼砰天奶像乱括她户惜盾歼雕旗骨栋第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 第一章第一章 结束结束 End of Chapter 1渣靳局悔叼症钒酉韧睡脚鼎粕代铁坝糟阳姻锣靶倒输牌踪敬截疽屑盔铝员第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts第一部分基本概念Chapter1BasicConcepts 。