哈工大工程热力学 (2)热力学第一定律ppt课件.ppt
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1、第二章热力学第一定律,2 - 1 热力学第一定律 的实质及表达式,实质是能量守恒与转换原理在热力学中的具体体现在工程热力学中,热力学第一定律主要说明热能和机械能在转移和转换时,能量的总量必定守恒,一、热力学第一定律的实质,二、热力学第一定律表达式,. 一般热力系能量方程,热力学第一定律基本表达式热力系总能量为E (图2-1a)。它是热力学能(U)、宏观动能 (EK) 和重力位能 (EP) 的总和:,热力系如图2-1中虚线所包围的体积所示,根据质量守恒定律可知热力系质量的变化等于流进和流出质量的差,根据热力学第一定律可知:加入热力系的能量的总和 - 热力系输出的能量的总和 =热力系总能量的增量,
2、微分式,积分式,适用条件:任何热力系、任何工质、任何(无摩擦或有摩擦)过程,设一带活塞的气缸,取封闭在活塞气缸中虚线包围的气体工质为闭口系,2、闭口系的能量方程,初态热力学能 - U1吸热 - Q对外界膨胀功 - W终态热力学能 - U2动能和重力位能均无变化 与外界无物质交换,过程演示,适用条件:闭口系、任何工质、任何(无摩擦或有摩擦)过程,积分式,每千克工质,微分式,3、开口系的能量方程,进气前 质 量 m = 0 总能量 E1 = 0,进气过程中,热力学能 U1 进出口气体的重力位能基本不变 外界对的气体作了推动力 外界获得了进气功 ,吸热膨胀作功,外界供给热量 Q膨 胀 功 热 力 学
3、 能 U2,排气过程中外界消耗排气功 外界获得推动功,排气后 质 量 m = 0 总 能 量 E2 = 0,开口系在一个工作周期中的能量进出情况,动力机械在一个工作周期中获得的功称为技术功,用 表示,根据式 (2-4) 可得,适用条件:开口系、任何工质、任何(无摩擦或摩擦)过程,代入式 (2-8) 可得,每千克工质,微分式,稳定流动是指流道中任何位置上流体的流速及其它状态参数 ( 温度、压力、比体积、比热力学能等 ) 都不随时间而变化的流动,4、稳定流动的能量方程,进口截面: 出口截面:,设有流体流过一复杂通道,虚线(界面)所包围的开口系研究对象,假定进、出口截面上流体的各个参数均匀一致,依次
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