清华大学：《工程热力学》教学资源（PPT课件）第二章 热力学第一定律 The First Law of Thermodynamics（2/2）

结果说明 1)取系统不同, 考虑的角度不同 开口系反映为质量携带焓 Mogul 闭口系反映作功 2)若m0=0,l'=h h(m-mo)+mouo u

结果说明 1）取系统不同， 考虑的角度不同 开口系反映为质量携带焓 2）若m0 ＝0， m0 ,u0 h 闭口系反映作功 0 0 0 ( ) ' h m m m u u m − + = u h ' =

充气终温的计算 已知:理想气体=cht=15℃c m=0 求:储气罐中气体终温 两种算法 Ct=cnt t'=(c,/c)t=210 K T=C T 7'=(cn/c)7=130.°C

充气终温的计算 已知：理想气体 求：储气罐中气体终温 m0=0 h 两种算法 / 1.4 p v c c = u h ' = t =15℃ v u c T = p h c T = ' v p c t c t = o ' ( / ) 21 p v t c c t C = = ' v p c T c T = o T c c T C ' ( / ) 130.2 = = p v ℃ K ?

充气终温的计算 关键看与h的零点是否相同ht=15℃ h=u+ pv=u+rt 理想气体 m=0 pV=mrt pv=RT ℃=0h=R(27315+0)≠0 K u=o h=0

充气终温的计算 关键看u与h的零点是否相同 m0=0 h u h ' = t =15℃ h u pv = + ℃ K 理想气体 = +u RT u = 0 h R = +  (273.15 0) 0 u = 0 h = 0 pV mRT = pv RT =

影响终温T的因素 已知:理想气体l=cT h,p, T /c.=k pV=mRT m0,4(02/0,10 说明T与哪些因素有关? m, u,P,T h(m-mo)+muo m-m10=(m-m

影响终温T’的因素 说明T’与哪些因素有关？ m0 ,u0 ,p0 ,T0 h,p,T 0 0 0 ( ) ' h m m m u u m − + = m,u’ ,p’ ,T’ 已知：理想气体 / p v c c k = v u c T = p h c T = pV mRT = 0 0 0 mu m u m m h ' ( ) − = −

T的表达式 m’-m2b0=(m-m1)h h.p. T rPoT CTO (P_Pc C R T 09400910 TIT 0 m,u sp ToPo+kIpo

T’的表达式 m0 ,u0 ,p0 ,T0 mu m u m m h ' ( ) − = − 0 0 0 h,p,T m,u’,p’,T’ 0 0 v v 0 p 0 0 ' ' ' ( ) ' ' p V V p p V p c T c T c T RT RT R T T − = − 0 0 0 0 ' ' ' ( ) ' p T p T p p kT T T − − = 0 0 0 0 0 ' ' ' kTp T T T p T p kTp = − +

T的表达式分析 klp'To TToP-TOPo+kIpo l h.p. T 1)T与无关 理想气体h=( 09400910 2)T与关 m,uP,T T kp'10 T h T t(p'-po)+ kpo T

T’的表达式分析 m0 ,u0 ,p0 ,T0 h,p,T m,u’,p’,T’ 0 0 0 0 0 ' ' ' kTp T T T p T p kTp = − + 1） T’与p无关 理想气体 h=f(T) 2） T’与T有关 0 0 0 0 ' ' ( ' ) kp T T T p p kp T = − + T h T’

T的表达式分析 T klp'To h,p,I>To Top'-Topo+krpo 3)T与7有关 09400910 T kpT m,uP,T (p'-p0)+0 0 RT m0m-mo带入能量 0

T’的表达式分析 m0 ,u0 ,p0 ,T0 h,p,T>T0 m,u’,p’,T’ 0 0 0 0 0 ' ' ' kTp T T T p T p kTp = − + 3） T’与T0有关 0 0 0 ' ' ( ' ) kp T T kp T p p T = − + T0 T’ 0 0 0 p V m RT = m0 m-m0 带入能量

T的表达式分析 T klp'To h,p,I>To Top'-Topo+krpo 4)T与pp有关 09400910 kT7 T m,uP,T 7+2,(K7-7) Polp T p0/p2反映充气数量

T’的表达式分析 m0 ,u0 ,p0 ,T0 h,p,T>T0 m,u’,p’,T’ 0 0 0 0 0 ' ' ' kTp T T T p T p kTp = − + 4） T’与p0 / p’有关 0 0 0 0 ' ( ) ' kTT T p T kT T p = + − p0 / p’ T’ p0 / p’反映充气数量

取系统问题之 已知:p1=35bar,t1=16℃ u=cT h=cT 718/kg.K R=287J/kg.K 要求:输出4kW,持续30s(kW=kJ) 允许:P1↓P23bar 求:需要的容积V h≈0

取系统问题之二 已知：p1=35bar, t1 =16℃ h≈0 V 要求：输出4kW,持续30s (kW=kJ/s) 允许：p1 p2=3.5bar v u c T = p h c T = 718 / . v c J kg K = R J kg K = 287 / . 求：需要的容积V

解1:取储气罐为系统(开口) S0=dE +SN CV net +(+c2+g)6m (h+ 2+gz)omin dEc+amout=o 2 on out amout h≈0

解1:取储气罐为系统（开口） h≈0 ( ) V ( ) cv net 2 out out 2 in in d / 2 / 2 Q E W h c gz m h c gz m     = + + + + − + + dE h m cv out + =  0 U U h m 2 1 out − = −   U U h m 1 2 out − =  