汽車熱流學(xué) 課件 2.1.4-熱力系統(tǒng)及狀態(tài)參數(shù)

1－5熱力循環(huán)1－4熱力過程1－3平衡態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標(biāo)圖1－2狀態(tài)及狀態(tài)參數(shù)1－1熱力系基本內(nèi)容1-1熱力系一、熱力系（熱力系統(tǒng)、系統(tǒng)，system）1.定義人為劃定的研究對(duì)象外界（環(huán)境）(surrounding)熱力系以外的物體邊界(boundary)熱力系與外界的交界面真實(shí)的、固定的、封閉的假想的、運(yùn)動(dòng)的、開口的邊界邊界是可以人為的鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器過熱器只交換功2.熱力系與外界的相互作用鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器過熱器只交換熱2.熱力系與外界的相互作用鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器過熱器既交換功也交換熱2.熱力系與外界的相互作用鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器過熱器只交換功只交換熱既交換功也交換熱2.熱力系與外界的相互作用熱交換功交換質(zhì)量交換QWqm熱交換功交換質(zhì)量交換QWqm系統(tǒng)的確定是正確解決熱力學(xué)問題的前提。在沒有明確系統(tǒng)的前提下討論能量轉(zhuǎn)換是毫無意義的。如果系統(tǒng)不同，則能量轉(zhuǎn)換的情況也不同。熱力系統(tǒng)選取的人為性熱力系統(tǒng)選取的人為性例：剛性絕熱氣缸-活塞系統(tǒng)，B側(cè)設(shè)有電熱絲紅線內(nèi)——閉口絕熱系綠線內(nèi)不包含電熱絲——閉口系綠線內(nèi)包含電熱絲——閉口絕熱系藍(lán)線內(nèi)——孤立系分析：熱交換功交換質(zhì)量交換QWqm系統(tǒng)的確定是正確解決熱力學(xué)問題的前提。在沒有明確系統(tǒng)的前提下討論能量轉(zhuǎn)換是毫無意義的。如果系統(tǒng)不同，則能量轉(zhuǎn)換的情況也不同。熱力系統(tǒng)選取的人為性3.熱力系的分類控制質(zhì)量法無質(zhì)量交換×√×√×閉口系控制容積法有質(zhì)量交換√√×√×開口系無熱量交換√×√××絕熱系無任何交換×××孤立系分析方法表述

qmWQ分類√×體積功√×簡(jiǎn)單可壓縮系按系統(tǒng)與外界的相互作用情況分類：按系統(tǒng)本身的性質(zhì)分：均勻系或非均勻系

按系統(tǒng)內(nèi)部情況分為：?jiǎn)蜗嘞祷蚨嘞嘞?；純質(zhì)或混合物1234mQW1

開口系熱力系的分類非孤立系＋相關(guān)外界＝孤立系1+2

閉口系1+2+3

絕熱閉口系1+2+3+4

孤立系二、工質(zhì)定義實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的媒介物工程熱力學(xué)中的工質(zhì)：主要是氣態(tài)物質(zhì)。1－5熱力循環(huán)1－4熱力過程1－3平衡態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標(biāo)圖1－2狀態(tài)及狀態(tài)參數(shù)1－1熱力系基本內(nèi)容1-2狀態(tài)及狀態(tài)參數(shù)Stateandstateproperties一、(熱力學(xué))狀態(tài)（stateofthermodynamicsystem）定義

熱力系在某一瞬時(shí)所呈現(xiàn)的宏觀物理狀況,

簡(jiǎn)稱狀態(tài)。二、狀態(tài)參數(shù)（stateproperties

）1.定義

描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量。狀態(tài)參數(shù)2.基本性質(zhì)（1）狀態(tài)狀態(tài)參數(shù)：?jiǎn)沃祵?duì)應(yīng)（2）狀態(tài)參數(shù)是點(diǎn)函數(shù)（pointfunction，態(tài)函）狀態(tài)1狀態(tài)2

滿足以上數(shù)學(xué)點(diǎn)函數(shù)性質(zhì)的參數(shù)一定是狀態(tài)參數(shù)。12ab例：溫度變化山高度變化狀態(tài)參數(shù)3.分類內(nèi)參數(shù)——只取決于系統(tǒng)本身熱力狀態(tài)的參數(shù)

熱力參數(shù)常用：

外參數(shù)——取決于外界參考坐標(biāo)系

速度，位置z

廣延量——與系統(tǒng)所含物質(zhì)的量有關(guān)的量如：U、H、S強(qiáng)度量——與系統(tǒng)所含物質(zhì)的量無關(guān)的量如：p、T、u、h、s狀態(tài)參數(shù)廣延量（extensiveproperty）強(qiáng)度量（intensiveproperty）

廣延量的比性質(zhì)具有強(qiáng)度量特性，如比體積約定用小寫字母表示單位質(zhì)量參數(shù)。又，三、基本狀態(tài)參數(shù)（p，T，v）比體積（specificvolume）密度(density)單位質(zhì)量工質(zhì)的體積單位體積工質(zhì)的質(zhì)量重度(specificweight)單位體積工質(zhì)的重力1.壓力2.壓力（pressure）（1）定義

單位面積上的垂直作用力。

微觀上看：工質(zhì)的壓力是物質(zhì)微觀粒子對(duì)器壁撞擊的總效果。n0-單位體積分子數(shù)壓力例1Bloodpressure壓力例2：Athighaltitudes,acarenginegenerateslesspowerandapersongetslessoxygenbecauseofthelowerdensityofair.例3：IntravenousinfusionsIntravenousinfusionsareusuallydrivenbygravitybyhangingthefluidbottleatsufficientheighttocounteractthebloodpressureintheveinandtoforcethefluidintobody.Thehigherthebottleisraised,thehighertheflowrateofthefluidwillbe.已知：pg=100kPaA=4mm2假設(shè)（assume）：pb=101kPa確定：氣閥的質(zhì)量petcockmass例4：ThepressurecookerAnswer:40.8g確定：theheightofbuilding需要測(cè)量:pb,top=730mmHgpb,bottom=755mmHg查?。豪?：Measuretheheight

壓力（2）單位①SI:Pa，kPa，MPa，

bar②用液柱高度表示：顯然當(dāng)ρ一定時(shí)，即液體一定，H∝pg=9.80665m/s21mmH2O=9.806Pa1mmHg=133.3Pa壓力③工程單位制④物理大氣壓（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）標(biāo)準(zhǔn)狀況？壓力（3）測(cè)定壓力(3)測(cè)定若p＞pb

pg表壓力（gagepressure）p真實(shí)壓力（absolutepressure)pb當(dāng)?shù)卮髩毫Γ╨ocal

atmosphericpressure)ppgpbp=pg+pb其中，若p＜pb

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