工程熱力學(xué)筆記1
熱力裝置的基本共同點(diǎn):

描述熱力系統(tǒng)的量
1.????? 強(qiáng)度量(與系統(tǒng)質(zhì)量的多少無(wú)關(guān),主要有p壓力,T溫度)
2.????? 廣延量:v比容(密度的倒數(shù))、H焓、U內(nèi)能、S熵與系統(tǒng)的質(zhì)量呈“正比”
P、T、v為基本狀態(tài)參數(shù),也就是可以直接測(cè)量出的量
狀態(tài)公理
對(duì)組元一定的閉口系統(tǒng),獨(dú)立狀態(tài)參數(shù)的個(gè)數(shù)
N=n+1
=不平衡勢(shì)差數(shù)
=能量轉(zhuǎn)換方式的數(shù)目
=各種功的方式+熱量
其中n表示容積變化功、電功、拉伸功、表面張力功等。
做功(容積變化功)----過(guò)程量
質(zhì)量為mkg的物體容積發(fā)生變化對(duì)外界做的功為:

也可以表示為1kg工質(zhì)所做的功為:
dw = p*dv
其中v為比容
其中l(wèi)為位移量,p為壓力,A為與壓力接觸的面積,V為容積體積的體積
傳熱量-----過(guò)程量
δq=Tds
對(duì)熵的定義:

傳遞過(guò)程中的熱量
T溫度
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傳熱量表示為熵溫圖的積分
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對(duì)內(nèi)能U的定義(在閉口系統(tǒng)中),其中δQ為獲得的能量,U也可表示為儲(chǔ)存在系統(tǒng)內(nèi)部的能量(也叫熱力學(xué)能)。
du=δQ-δW
Q = ΔU+W
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在微觀和宏觀層面上U(是狀態(tài)量,u是比參數(shù),單位KJ/Kg)可以有如下形式:


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閉口系統(tǒng)中熱力學(xué)的恒等式:
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Tds = du+pdv
也可寫成如下:
Q = ΔU+W
開(kāi)口系的能量方程為:如下圖所示,需要注意的是流入系統(tǒng)內(nèi)的能量包括讓系統(tǒng)增加的熱能δQ,流入的氣體的內(nèi)能(氣體內(nèi)能),還有一個(gè)很重要的是推動(dòng)氣體流入系統(tǒng)內(nèi)部所做的功(pv----推動(dòng)功,狀態(tài)量)等于流出系統(tǒng)的物質(zhì)所具有的能量(氣體內(nèi)能)加上氣體所作做的功δW,再加上推動(dòng)氣體流出系統(tǒng)內(nèi)部所做的功(pv----推動(dòng)功,狀態(tài)量)加上系統(tǒng)內(nèi)部的能量的變化
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上述公式關(guān)于時(shí)間的流率如下圖所示:

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上述公式中c單位為m/s
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根據(jù)公式:

其中p為壓力,v為比體積也叫比容,是密度的導(dǎo)數(shù)
??????????????????????????????? v=V/m
焓可以表示成如下的公式:
h=u+pv
氣體溫度和壓力之間的關(guān)系如下:

對(duì)于流動(dòng)的工質(zhì),h可以代表內(nèi)能+推動(dòng)功
對(duì)于靜止的工質(zhì),h不代表能量
穩(wěn)定開(kāi)口系統(tǒng)的能量方程如下:

就可以寫成如下的公式:

上述的該方程適用于任何穩(wěn)定流動(dòng)的系統(tǒng)
所做的功可以稱為技術(shù)功,如下圖所示
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總結(jié)一下,目前為止用到的功如下:


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閉口系統(tǒng)只有容積變化功
開(kāi)口系與外界交換的是軸功
一般情況下忽略動(dòng)、位能的變換
所以

在準(zhǔn)靜態(tài)的情況的功如下:


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