扬州大学：《工程热力学》课程教学资源（PPT课件，预习）2.2 系统能量分析

工程热力学2.2系统能量分析

2.2 系统能量分析 工程热力学

复习工程热力学研究什么？工程热力学是从工程的观点出发，研究物质的热力性质能量转化以及热能的直接利用等问题。基础热力学第一定律如何定量计算？

复习 工程热力学研究什么？ 工程热力学是从工程的观点出发，研究物质的热力性质、 能量转化以及热能的直接利用等问题。 如何定量计算？ 热力学第一定律 基础

闭口系统能量方程一、闭口系统能量方程表达式闭口系统无质量交换，只有热量及功量的传递一般市宏观动能及重力势能不发生变化2系统总能的等于系统热力学能的变化AE=U2-U系统做功系统吸热总能变化Q=W+△U外界W9一部给系统的热量，一部分用于改变系统热力学能分用于对外做功。热能转化为功

闭口系统能量方程 一、闭口系统能量方程表达式 闭口系统与外界无质量交换，只有热量及功量的传递 一般而言，宏观动能及重力势能不发生变化 系统总能的变化，等于系统热力学能的变化 系统吸热 对外做功 总能变化 给系统的热量，一部分用于改变系统热力学能，一部 分用于对外做功。 热能转化为功

闭口系统能量方程闭口系统能量方程表达式一、中单位质量工质q=Au+w其他表达形式QdU+W微元体能量方程o=du十owpduoq=du+可逆过程可逆过程的功

闭口系统能量方程 一、闭口系统能量方程表达式 其他表达形式 单位质量工质 微元体能量方程 可逆过程 可逆过程的功

闭口系统能量方程闭口系统能量方程表达式一、工质膨胀热能机械能不考虑系统宏观热工转换实质Q=W+AU动能及位能变化热力学第一定律的基本表达式

闭口系统能量方程 一、闭口系统能量方程表达式 热能 机械能 热工转换实质 工质膨胀 热力学第一定律的基本表达式 不考虑系统宏观 动能及位能变化

闭口系统能量方程二热力学第一定律在循环过程中的应用动力及充，无物质交换912-天下没有免费的午餐循环达923q34Zu=0q41U=boubqW23+W34+W41q12+q2工质经始状态后第一类永动机其在整个循环中从外界得到的净热量等不可实现于对外做的净功

闭口系统能量方程 二、热力学第一定律在循环过程中的应用 动力及制冷循环等为闭口系统，无物质交换 循环过程 第一类永动机 不可实现 工质经历一个循环回复到原始状态后， 其在整个循环中从外界得到的净热量等 于对外做的净功。 天下没有免费的午餐

闭口系统能量方程三、定容过程理想气体热力学能变化计算U=fi(T)+f2V)=f(T,X定容过程0w=0o=dudTog=du+ow热力学能是温度单值函数真实比热容du=dT定值比热容平均比热容Au=c（T2"-T)inCtAuCvdtdtl2t2-CvmltcudtCvmCy0aTZm,uimu-混合气体热力学能il

闭口系统能量方程 三、定容过程理想气体热力学能变化计算 定容过程 U = f1 (T) + f2 (V) = f(T,V) 热力学能是温度单值函数 真实比热容 定值比热容 平均比热容 混合气体热力学能

开口系统能量方程存在质量交换，开机风力发电机/风机口系统0a0.锅炉换热器

开口系统能量方程 风力发电机/风机 压气机 汽轮机 锅 炉 换热器 存在质量交换，开 口系统

开口系统能量方程Om控制体界面-系统与外界存在质量交tti换、能量交换和功量交换。AePro8Ws系统与外界的能量交换dhiev和质量交换不恒定。6m22热力分析中，要同时考二1u2-c2P202虑系统的能量变化和质量变开口系统（控制体）802=2化。基准面质量守恒和能量守恒原理典型开口系统进入控制体的质量-离开控制体的质量=控制体中质量的增量1进入控制体的能量-离开控制体的能量=控制体中能量的增量

开口系统能量方程 典型开口系统 进入控制体的质量 - 离开控制体的质量 = 控制体中质量的增量 进入控制体的能量 - 离开控制体的能量 = 控制体中能量的增量 质量守恒和能量守恒原理 · 系统与外界存在质量交 换、能量交换和功量交换。 系统与外界的能量交换 和质量交换不恒定。 热力分析中，要同时考 虑系统的能量变化和质量变 化

开口系统能量方程系统内质量和能量随时间而变化的过程为不稳定流动过程系统内质量和能量不随时间而变化的过程为稳定流动过程系统内质量不随时间而变化的为闭口系统

开口系统能量方程 系统内质量和能量随时间而变化的过程为不稳定流动过程。 系统内质量和能量不随时间而变化的过程为稳定流动过程。 系统内质量不随时间而变化的为闭口系统