第一章热力学基本概念和基础第一节热力学基本概念第二节状态平衡状态第三节热力状态参数第四节热力学常用状态参数第五节状态方程状态参数坐标图**第一节热力学基本概念第二节状态平衡状态第三节热力状态参数第四节热力学常用状态参数第五节状态方程状态参数坐标图第六节功和热量1.1热力系1.1.1热力系的定义热力学中这种通过抽象的边界人为分离出来的研究对象称为热力系其余称为外界或环境热力系边界可实,虚,可固定,可变化封闭热力系只与外界有能量交换而无物质交换,又称之为闭口系开口热力系与外界既有能量交换又有物质交换,称之为开口热力系.孤立系与外界既无能量交换又无物质交换,称之为孤立系1.1.2热力系的分类按热力系与外界的关系：按热力系内部状况单相系多相系单质系混合系1.2.1定义:指某一瞬间热力系全部宏观特性的集合1.2.2分类1.2.3.平衡态的成立条件平衡态:热力系各部分性质相同,且不随时间而改变.是工程热力学的主要研究对象。非平衡态。力平衡热平衡化学平衡相平衡1.3.1状态参数的定义用以描述热力系状态的宏观特性量称为热力状态参数。它从不同的方向描述状态。1.3.2状态参数的特点与状态一一对应.而与从一个状态到另一状态的中间过程无关。从数学上讲即：∮dx=01.3.3状态参数的分类广延参数：与质量成正比，且可以相加的状态参数，如：容积，内能，熵，焓等。强度参数：与质量无关且不可相加的状态参数，如：温度，压力，密度，比熵，比内能，比焓等。1.4.1压力1.4.1.1压力的定义单位面积上承受的垂直力，数学表达式：大量分子撞击表面的统计结果，由上式计算得到，热力学中称为绝对压力，用字母P表示，单位Pa：是状态参数。1.4.1.2表压力与真空度表压力：当工质的绝对压力大于大气压时，高于大气压的部分称为表压力，用Pg表示真空度：当工质的绝对压力小于大气压时，低于大气压的部分称为真空度，用Pv表示1.4.2温度1.4.2.1热力学第零定律当两热力系分别与第三个热力系处于热平衡时，则这两热力系也彼此处于热平衡：1.4.2.2温度的热力学定义温度是描述热力系是否处于热平衡的状态参数1.4.2.3温标温标指温度的标度温标的三个要素：①零点②两个状态点③分度分类：摄氏温标：零点取水冰点水冰点，水沸点分度100，单位℃开氏温标：零点取绝对零点水冰点，水沸点分度100，单位K1.4.2.4温度的判读：温度计玻璃管水银温度计，热电偶，热电阻，半导体理想气体温标：在自然界判读介质的物理特性并非与温度成绝对线性关系，所以常利用理想气体温标由：当p=const，有：现R、P均为常数，因此v与t成标准线性关系，便于判读1.4.3比容定义:单位质量物质所占的容积，字母v表示，单位m3/kg1.4.4内能定义：热力系大量微粒具有的能量和包括微观动能，势能和化学能。用U表示，单位J，常用kJ一般：Up------------微观势能Uk------------微观动能比内能：u=U/m单位：kJ/kg1.4.5焓焓为一导出状参，用H表示，单位J，常用kJ表达式：H=U+PV比焓：h=H/m=u+Pv单位:kJ/kg1.4.6熵熵也为一导出状参，用S表示其定义式为:单位：kJ/K比熵：s=S/m单位:kJ/kg.K1.5.1状态方程足够的状参就能确定一个状态,而一旦状态确定,应该状态的所有状参也就确定了热力学的研究结果告诉我们,对于可压缩纯物质只要两个状参就足够了那么从数学上就应有:v=f(p,t)u=f(p,t)h=f(p,t)s=f(p,t)(设已知状参为p,t)以上这一系列方程都可称为状态方程,但在不作说明的情况下它通常指p,v,T组成的方程.。1.5.2状参坐标图两个状参可确定一个状态,那么就可以画一些二维坐标图,其横纵坐标分别对