西安建筑科技大学：《工程热力学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 热力学第一定律

第三章 热力学第一定律

第三章 热力学第一定律

∠本章目录 3.1热力学能和总能 3.2系统与外界传递的能量 3.3闭口系能量方程 3.4开口系统稳定流动能量方程 3.5稳定流动能量方程式的应用 3.6理想气体内能变化计算 3.7理想气体焓变化的计算 38理想气体As的计算

3.5 稳定流动能量方程式的应用 3.8 理想气体s的计算 本章目录 3.3 闭口系能量方程 3.4 开口系统稳定流动能量方程 3.7 理想气体焓变化的计算 3.6 理想气体内能变化计算 3.1 热力学能和总能 3.2 系统与外界传递的能量

3.1热力学能和总能 1、热力学能(内能)U 分子动能:(移动、转动、振动):f()了 分子位能(相互作用):v 核能:原子核内部的能量 化学能:维持一定分子结构的能量。 说明: 注危 内能是状态量对理规气体u=f(T) eU:广延参数[kJ =u/m:比参数[kJ/kgl 内能总以变化量出现,内能零点入为定

3.1 热力学能和总能 分子动能:（移动、转动、振动）：f(T) 分子位能（相互作用）:f(v) 核能 : 原子核内部的能量 化学能：维持一定分子结构的能量 。 1、热力学能（内能）U •内能是状态量 •U : 广延参数 [ kJ ] • u = U /m: 比参数 [kJ/kg] • 内能总以变化量出现，内能零点人为定 说明： 注意： 对理想气体u=f (T) √ √ × ×

外部储存能 宏观动能: E k nc J) 组成 重力位能:ED=mg2 工质宏观运 动的速度 工质在重力 场中的高度

2、外部储存能 重力位能： 宏观动能： 2 2 1 Ek = mc E mgz p = 组成 工质宏观运 动的速度 （J） （J） 工质在重力 场中的高度

3、系统总能 外部储存能: 宏观动能E1=mc2 宏观位能En=mgz 系统总能: E =U+EL+E (J) eu ert e (]/kg)

3、系统总能 外部储存能： 宏观动能 Ek= mc2 /2 系统总能： E = U + Ek + Ep e = u + ek + ep （J） （J/kg） 宏观位能 Ep= mgz

3.2系统与外界传递的能量 热量 外界热源 系 功 外界功源 统随物质传递的能量 外界质源

3.2 系统与外界传递的能量 功 随物质传递的能量 热量 外界热源 外界功源 外界质源 系 统

2定热量 在温差作用下,系统与外界通过界面传递的能量 规定: 系统吸热热量为正,系统放热热量为负 单位: kJ或keal且lkca=4.1868k 特点: 是传递过程中能量的一种形式,与热力过程有关 是过程量

1、热量 kJ 或 kcal 且l kcal=4.1868kJ ➢定义： 在温差作用下,系统与外界通过界面传递的能量。 ➢规定: ➢特点: 是传递过程中能量的一种形式，与热力过程有关 ， 是过程量。 系统吸热热量为正，系统放热热量为负 ➢单位：

2、功 )定义:除温差以外的其它不平衡势差所引起 的系统与外界传递的能量 (2)膨胀功W: 在力差作用下,通过系统容积变化与外界传递的能量。是过程量 单位:1J=1Nm 规定:系统对外作功为正,外界对系统作功为负。 例如: 定容过程:W=0 工质膨胀能对外做功,但也可以 没有功的输出: 真

2、功 除温差以外的其它不平衡势差所引起 的系统与外界传递的能量. （2）膨胀功W： 在力差作用下，通过系统容积变化与外界传递的能量。是过程量。 规定: 系统对外作功为正，外界对系统作功为负。 (1)定义: 单位：l J=l N.m 例如： ➢定容过程： W=0 ➢工质膨胀能对外做功，但也可以 没有功的输出： 真空 q=0

(3)轴功W 通过机械轴与外界传递的机械功w。 图3-1轴功 W的正负:系统输出轴功,Ws为正; 外界向系统输入轴功,Ws为负。 轴功来源于: ◆能量的转换。如汽轮机中热能→机械能 机械能的直接传递如水轮机、风车等

（3）轴功Ws: 通过机械轴与外界传递的机械功ws。 轴功来源于： ◆能量的转换。如汽轮机中热能→机械能 ◆机械能的直接传递：如水轮机、风车等 Ws的正负：系统输出轴功， Ws为正； 外界向系统输入轴功， Ws为负

3、随物质传递的能量 (1)流动工质 E=U+-mc4+mgz 本身具有的能量: (2)流动功或推动功) ①定义:为推动流体通过控制体界面而传递的机械功

3、随物质传递的能量 E =U + mc + mgz 2 2 （1）流动工质 1 本身具有的能量： （2）流动功(或推动功) ①定义：为推动流体通过控制体界面而传递的机械功