《热工基础》课程PPT教学课件（工程热力学）第二章 热力学第一定律

第二章热力学第一定律2-1热力学第一定律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，它确定了热能与机械能相互转换时在数量上的关系

第二章 热力学第一定律 2-1 热力学第一定律 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，它确定了热能与机械能相互 转换时在数量上的关系

热力学第一定律：热能作为一种能量形态，可以和其它能量形态相互进行转换，转换中能量的总量守恒

热力学第一定律： 热能作为一种能量形态，可以和其它 能量形态相互进行转换，转换中能量的总 量守恒

2-2 内能任何工质同时可作各种不同形式的运动，因而也就具有多种能量，如工质的宏观动能Ek，宏观重力位能E（二者均属机械能），除了Ek、Ep外，工质内部还具有各种微观能量，这些微观能量称为内能

2-2 内能 任何工质同时可作各种不同形式的运 动，因而也就具有多种能量，如工质的宏 观动能EK，宏观重力位能EP（二者均属机 械能），除了EK、 EP外，工质内部还具有 各种微观能量，这些微观能量称为内能

它包括：1分子运动的动能，称为内动能。2分子间由于相对作用力而具有的能量，称为内位能。3与分子结构有关的化学能和原子核内的原子能等

它包括： 1 分子运动的动能，称为内动能。 2 分子间由于相对作用力而具有的能量，称 为内位能。 3 与分子结构有关的化学能和原子核内的原 子能等

2-3闭口系统能量方程式闭口系统：热力系统和外界间仅有能量的交换（传递），而无物质流进流出边界称为闭口系统

2-3 闭口系统能量方程式 闭口系统：热力系统和外界间仅有能 量的交换（传递），而无物质流进流出边 界称为闭口系统

能量传过闭口系统界面的唯一可能形式，就是功和热。假设有一闭口系统进行某一热力过程，如果系统得到能量，那就意味着能量从外界穿过界面传进系统内，反之系统失去能量，那就意味着能量从系统通过界面传到外界。可写出：Q=dU+oW对于热力过程 Q1-2=（U2-U,）+W1-2对于1kg工质 q=du+wq1-2=(u2-u,)+W1-2

能量传过闭口系统界面的唯一可能形式， 就是功和热。假设有一闭口系统进行某一 热力过程，如果系统得到能量，那就意味 着能量从外界穿过界面传进系统内，反之 系统失去能量，那就意味着能量从系统通 过界面传到外界。 可写出：δQ=dU+δW 对于热力过程 Q1-2=（U2 -U1）+W1-2 对于1kg工质 δq=du+δw q1-2=(u2 -u1 )+w1-2

上述四式统称为闭口系统能量方程，其意义为：热力过程中，闭口系统从外界接受的热量，一部分用于增加系统的内能另一部份用于对外界做功

上述四式统称为闭口系统能量方程，其 意义为：热力过程中，闭口系统从外界接 受的热量，一部分用于增加系统的内能， 另一部份用于对外界做功

2-4开口系统能量方程式进入控制体的能量一离开控制体的能量=控制体中积存能量的增减

2-4 开口系统能量方程式 进入控制体的能量—离开控制体的能量=控 制体中积存能量的增减

Q=Sm,(u, +p2V,)-0m,(u, +p2V,)+8Ws这是开口系统的能量方程式，可应用于各种流动情况的开口系统

Q= m (u p v )- m (u p v )+ Ws 2 2 2 2 2 2 2 2     + + 这是开口系统的能量方程式，可应用于各 种流动情况的开口系统

2-5稳定状态稳定流动能量方程式严格讲，工质在流动过程中，每瞬间工质的状态和流量都有差别，这种随时间而变化的不稳定流动研究较困难，因此分析极短时间内的情况，则可近似作为稳定流动或给以适当修正，而作为稳定流动来处理

2-5 稳定状态稳定流动能量方程式 严格讲，工质在流动过程中，每瞬间 工质的状态和流量都有差别，这种随时间 而变化的不稳定流动研究较困难，因此分 析极短时间内的情况，则可近似作为稳定 流动或给以适当修正，而作为稳定流动来 处理